有两个集合,一个是容器集合,一个是放置位集合,一个放置位放的容器是有限的,怎么让容器平均分配到各个放置位,用Java代码实现

时间: 2024-05-14 10:18:27 浏览: 9
可以使用模拟退火算法来解决这个问题,具体步骤如下: 1. 随机生成一个初始解,即容器的随机分配情况。 2. 计算当前解的适应度函数值,即容器分配到各个放置位的标准差。 3. 对当前解进行变异操作,即将一个容器从一个放置位移动到另一个放置位。 4. 计算变异后的解的适应度函数值。 5. 如果变异后的解比当前解更优,则接受变异后的解作为新的当前解。 6. 如果变异后的解比当前解差,则以一定概率接受变异后的解作为新的当前解,概率的计算可以使用Boltzmann函数。 7. 重复步骤3-6直到达到一定的停止条件。 下面是Java代码实现: ```java public class ContainerPlacement { private int[][] placement; // 放置位集合,每行表示一个放置位,每列表示一个容器 private int[] containerCount; // 容器集合,每个元素表示一个容器的数量 private int maxIteration; // 最大迭代次数 private double temperature; // 初始温度 private double coolingRate; // 温度降低率 public ContainerPlacement(int[][] placement, int[] containerCount, int maxIteration, double temperature, double coolingRate) { this.placement = placement; this.containerCount = containerCount; this.maxIteration = maxIteration; this.temperature = temperature; this.coolingRate = coolingRate; } public void optimize() { int n = placement.length; // 放置位数量 int m = containerCount.length; // 容器数量 double currentFitness = fitnessFunction(); // 当前解的适应度函数值 double bestFitness = currentFitness; // 最优解的适应度函数值 int[][] bestPlacement = copyPlacement(placement); // 最优解的放置位集合 Random random = new Random(); for (int i = 0; i < maxIteration; i++) { int x = random.nextInt(n); int y = random.nextInt(n); int j = random.nextInt(m); int delta = containerCount[j] / n; // 每个放置位应该分配的数量 int oldXi = placement[x][j]; int oldYi = placement[y][j]; int newXi = Math.min(containerCount[j] - delta * (n - 1), oldXi + delta); // 容器移动后x放置位的容器数量 int newYi = Math.min(containerCount[j] - delta * (n - 1), oldYi - delta); // 容器移动后y放置位的容器数量 if (newXi == oldXi && newYi == oldYi) { continue; // 容器没有移动,不进行计算 } double newFitness = fitnessFunction(newXi, newYi); if (newFitness < currentFitness) { placement[x][j] = newXi; placement[y][j] = newYi; currentFitness = newFitness; } else { double deltaFitness = newFitness - currentFitness; double acceptProbability = Math.exp(-deltaFitness / temperature); if (random.nextDouble() < acceptProbability) { placement[x][j] = newXi; placement[y][j] = newYi; currentFitness = newFitness; } } if (currentFitness < bestFitness) { bestFitness = currentFitness; bestPlacement = copyPlacement(placement); } temperature *= coolingRate; // 降低温度 } placement = bestPlacement; // 更新最优解 } private double fitnessFunction() { int n = placement.length; // 放置位数量 int m = containerCount.length; // 容器数量 double[] mean = new double[n]; // 各个放置位的容器数量均值 double sum = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < m; j++) { mean[i] += placement[i][j]; } mean[i] /= m; } for (int i = 0; i < n; i++) { double diff = 0; for (int j = 0; j < m; j++) { diff += Math.pow(placement[i][j] - mean[i], 2); } sum += diff / m; } return Math.sqrt(sum / n); } private double fitnessFunction(int newXi, int newYi) { int n = placement.length; // 放置位数量 int m = containerCount.length; // 容器数量 double[] mean = new double[n]; // 各个放置位的容器数量均值 double sum = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < m; j++) { if (i == x) { mean[i] += newXi; } else if (i == y) { mean[i] += newYi; } else { mean[i] += placement[i][j]; } } mean[i] /= m; } for (int i = 0; i < n; i++) { double diff = 0; for (int j = 0; j < m; j++) { if (i == x) { diff += Math.pow(newXi - mean[i], 2); } else if (i == y) { diff += Math.pow(newYi - mean[i], 2); } else { diff += Math.pow(placement[i][j] - mean[i], 2); } } sum += diff / m; } return Math.sqrt(sum / n); } private int[][] copyPlacement(int[][] placement) { int n = placement.length; int m = placement[0].length; int[][] copy = new int[n][m]; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < m; j++) { copy[i][j] = placement[i][j]; } } return copy; } public int[][] getPlacement() { return placement; } } ``` 使用方法: ```java int[][] placement = new int[][] { {10, 10, 10}, {10, 10, 10}, {10, 10, 10}, {10, 10, 10}, {10, 10, 10}, }; int[] containerCount = new int[] {50, 50, 50}; int maxIteration = 10000; double temperature = 100; double coolingRate = 0.99; ContainerPlacement cp = new ContainerPlacement(placement, containerCount, maxIteration, temperature, coolingRate); cp.optimize(); int[][] optimizedPlacement = cp.getPlacement(); ```

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