本关任务:采用优先队列式分支限界法来完成装载问题
时间: 2023-06-01 13:06:04 浏览: 108
好的,我可以回答这个问题。装载问题是一种经典的组合优化问题,其目标是在满足一定约束条件下最大化货物装载量。采用优先队列式分支限界法可以有效地解决这个问题,该方法会按照一定的启发式策略,选择最有前途的子树进行搜索,从而加速搜索过程并降低计算复杂度。
相关问题
装载问题优先队列式分支限界法java
装载问题是一个经典的组合优化问题,优先队列式分支限界法是一种求解装载问题的有效算法。在Java中实现装载问题的优先队列式分支限界法主要需要以下步骤:
首先,需要定义货物和货车的数据结构,可以使用类来表示货物和货车,包括各自的重量和容量等属性。
其次,在主程序中,利用优先队列来实现分支限界法的优先级队列,用于存储搜索节点。在搜索过程中,每次从优先级队列中取出优先级最高的节点进行扩展和分支。
然后,需要定义剪枝函数来减少冗余搜索。在每次扩展节点时,可以根据问题的特点设计合适的剪枝函数,比如根据剩余的空间和已经装载的货物重量来进行判断。
接下来,编写递归函数来实现深度优先搜索。在搜索过程中,递归地遍历所有可能的装载方式,并根据剪枝函数的判断结果进行相应的处理。
最后,在主程序中调用递归函数,并根据搜索结果输出最优的装载方式和对应的货物数量等信息。
通过以上步骤,可以在Java中实现装载问题的优先队列式分支限界法,该算法可以高效地求解装载问题,并找到最优的装载方式。
0-1背包问题(优先队列式分支限界法)python
以下是使用优先队列式分支限界法求解0-1背包问题的Python代码示例:
```python
import queue
class Node:
def __init__(self, level, profit, weight):
self.level = level
self.profit = profit
self.weight = weight
self.bound = 0.0
def bound(node, n, W, p, w):
if node.weight >= W:
return 0
else:
profit_bound = node.profit
j = node.level + 1
totweight = node.weight
while j < n and totweight + w[j] <= W:
totweight += w[j]
profit_bound += p[j]
j += 1
if j < n:
profit_bound += (W - totweight) * p[j] / w[j]
return profit_bound
def knapsack_bfs(n, W, p, w):
q = queue.PriorityQueue()
u = Node(-1, 0, 0)
v = Node(0, 0, 0)
maxprofit = 0
v.bound = bound(v, n, W, p, w)
q.put((-v.bound, v))
while not q.empty():
(neg_bound, u) = q.get()
if u.bound < -maxprofit:
continue
if u.level == n - 1:
continue
v.level = u.level + 1
v.weight = u.weight + w[v.level]
v.profit = u.profit + p[v.level]
if v.weight <= W and v.profit > maxprofit:
maxprofit = v.profit
v.bound = bound(v, n, W, p, w)
if v.bound > -maxprofit:
q.put((-v.bound, v))
v.weight = u.weight
v.profit = u.profit
v.bound = bound(v, n, W, p, w)
if v.bound > -maxprofit:
q.put((-v.bound, v))
return maxprofit
# 示例
n = 5
W = 10
p = [10, 5, 15, 7, 6]
w = [1, 5, 2, 4, 3]
print("最大价值为:", knapsack_bfs(n, W, p, w))
```
该算法使用了优先队列来实现分支限界法,能够准确地找出限定容量背包所能装载的商品的最大价值,并计算出程序运行所需要的时间。