一、基本概念:
所谓贪心算法是指,在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。
贪心算法没有固定的算法框架,算法设计的关键是贪心策略的选择。必须注意的是,贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以后的过程不会影响以前的状态,只与当前状态有关。
所以对所采用的贪心策略一定要仔细分析其是否满足无后效性。
二、贪心算法的基本思路:
2.把求解的问题分成若干个子问题。
3.对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解。
4.把子问题的解局部最优解合成原来解问题的一个解。
三、适用问题
四、实现框架
while (能朝给定总目标前进一步)
{
利用可行的决策,求出可行解的一个解元素;
}
由所有解元素组合成问题的一个可行解;
五、贪心策略的选择
六、例题分析
1. 拦截导弹问题
某国为了防御敌国的导弹袭击,开发出一种导弹拦截系统,但是这种拦截系统有一个缺陷:虽然它的第一发炮弹能够到达任意的高度,但是以后每一发炮弹都不能高于前一发的高度。某天,雷达捕捉到敌国的导弹来袭,由于该系统还在试用阶段。所以一套系统有可能不能拦截所有的导弹。
输入导弹依次飞来的高度(雷达给出的高度不大于30000的正整数)。计算要拦截所有导弹最小需要配备多少套这种导弹拦截系统。
【输入格式】
n颗依次飞来的高度(1≤n≤1000)。
【输出格式】
要拦截所有导弹最小配备的系统数k。
【输入样例】
389 207 155 300 299 170 158 65
【输出样例】
2
【算法分析】
按照题意,被一套系统拦截的所有导弹中,最后一枚导弹的高度最低。设:k为当前配备的系统数;
l[k]为被第k套系统拦截的最后一枚导弹的高度,简称系统k的最低高度(1≤k≤n)。
我们首先设导弹1被系统1所拦截(k←1,l[k]←导弹1的高度)。然后依次分析导弹2,…,导弹n的高度。
若导弹i的高度高于所有系统的最低高度,则断定导弹i不能被这些系统所拦截,应增设一套系统来拦截导弹I(k←k+1,l[k]←导弹i的高度);若导弹i低于某些系统的最低高度,那么导弹i均可被这些系统所拦截。究竟选择哪个系统拦截可使得配备的系统数最少,我们不妨采用贪心策略,选择其中最低高度最小(即导弹i的高度与系统最低高度最接近)的一套系统p(l[p]=min{l[j]|l[j]>导弹i的高度};l[p]←导弹i的高度)(i≤j≤k)。这样可使得一套系统拦截的导弹数尽可能增多。
依次类推,直至分析了n枚导弹的高度为止。此时得出的k便为应配备的最少系统数。
本题算法适用贪心,参考程序如下:
k=1;[k]=导弹1的高度;
for(i=2;i<n;i++)
{
p=0;
for(j=1;j<k;j++){
if(l[j] > 导弹i的高度){
if(p==0)p=j;
else if(l[j]<l[p])p=j;//贪心
}
}
//增加一套系统
if(p==0){
k++;
l[k]=导弹i的高度;
}else l[p]=导弹i的高度;
}
输入应配备的最少系统数k