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❤️集合覆盖和NP完全问题❤️ 算法图解:第八章:贪婪算法

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-06-15
Hello,大家好我叫是Dream呀,一个有趣的Python博主,小白一枚,多多关照 ? 入门须知:这片乐园从不缺乏天才,努力才是你的最终入场券! 最后,愿我们都能在看不到的地方闪闪发光,


❤️集合覆盖和NP完全问题❤️ 算法图解:第八章:贪婪算法_python


Hello,大家好我叫是Dream呀,一个有趣的Python博主,小白一枚,多多关照 ?

入门须知:这片乐园从不缺乏天才,努力才是你的最终入场券!

最后,愿我们都能在看不到的地方闪闪发光,一起加油进步

“一万次悲伤,依然会有Dream,我一直在最温暖的地方等你”,唱的就是我!哈哈哈~



第八章:贪婪算法

  • ​​8.1集合覆盖问题​​
  • ​​8.2NP完全问题​​
  • ​​8.2.1旅行商问题​​
  • ​​8.2.2如何识别Np完全问题​​
  • ​​8.3小结​​
  • ​​二级目录​​
  • ​​三级目录​​
  • ​​最后的福利​​

8.1集合覆盖问题

假如你办了个广播节目,要让所有的州的听众都能听到。在每个广播台播出都需要收费,因此你要保证尽可能少的广播可以播出,每个广播台都覆盖特定区域,不同的广播台覆盖区域可能会重叠。

如何找出覆盖所有州的广播台集合呢?我们可以采用贪婪算法。

近似算法

贪婪算法可化解危机!使用下面的贪婪算法可得到非常接近的解。

1.选出一个这样的广播台,即它覆盖了最多的未覆盖州。

2.重复第一步,直到覆盖了所有的州。

这是一种近似算法,判断近似算法优劣的标准如下:

  • 速度有多快;
  • 得到的近似解与最优解的接近程度。
  • 1.准备工作

    首先,创建一个列表,其中包含要覆盖的州。

    states_needed= set(['mt','wa','or','id','nv','ut',
    'ca','az'])#你传入一个数组,被转化为了集合。

    还需要有可供选择的广播台清单,我选择使用散列表来表示它们:

    stations={}
    stations['knoe']= set(['id','nv','ut'])
    stations['ktwo']=set(['wa','id','mt'])
    stations['kthree']=set(['or','nv','ca'])
    stations['kfour']=set(['nv','ut'])
    stations['kfive']=set(['ca','az'])

    其中键为广播台的名称,值为广播台覆盖的州。

    最后,还需要一个集合来存储最终选择的广播台:

    final_stations=set()

    2.计算答案

    正确的解可能有多个。你需要遍历所有的广播台,从中选择覆盖了最多的未覆盖州的广播台。我将这个广播台存储在best_station中。

    best_station=None
    # states_covered=set()

    states_covered是一个集合,包含该广播台覆盖的所有未覆盖的州。

    最终代码:

    # -*-coding:utf-8 -*-
    # @Author:到点了,心疼徐哥哥
    # 奥利给干!!!

    states_needed= set(['mt','wa','or','id','nv','ut',
    'ca','az'])#你传入一个数组,被转化为了集合。
    stations={}
    stations['knoe']= set(['id','nv','ut'])
    stations['ktwo']=set(['wa','id','mt'])
    stations['kthree']=set(['or','nv','ca'])
    stations['kfour']=set(['nv','ut'])
    stations['kfive']=set(['ca','az'])

    # print(stations.items())

    final_stations=set()

    best_station=None
    # states_covered=set()
    while states_needed:
    best_station=None
    states_covered=set()
    for station,states_for_station in stations.items():
    covered = states_needed & states_for_station # 取交集
    if len(covered) > len(states_covered):
    best_station = station
    states_covered = covered
    states_needed-=states_covered
    final_stations.add(best_station)
    print(final_stations)

    8.2NP完全问题

    8.2.1旅行商问题

    旅行商问题和集合覆盖问题都有一些共同之处:你需要计算所有的解,并从中选出最小/最短的那个,这两个问题都属于NP完全问题。

    8.2.2如何识别Np完全问题

    1.元素较少时算法的运行速度非常的快,但随着元素数量的增加,速度会变得非常慢。

    2.涉及“所有组合”的问题通常都是NP问题。

    3.不能将问题分成小问题,必须考虑各种可能的情况。这可能是NP完全问题。

    4.如果问题涉及序列(如旅行商问题中的城市序列)且难以解决,它可能就是NP完全问题。

    5.如果问题涉及集合(如广播台集合)且难以解决,可能是NP完全问题。

    6.如果问题可转化为集合覆盖问题或者旅行商问题,Nata肯定是NP完全问题。

    8.3小结

    1.贪婪算法寻找局部最优解,企图以这种方式获得全局最优解;

    2.对于NP完全问题,还没有找到快速解决方案;

    3.面临NP完全问题时,最佳的做法便是使用近似算法;

    4.贪婪算法易于实现、运行速度快,是不错的近似算法。

    二级目录

    三级目录

    最后的福利

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    ❤️集合覆盖和NP完全问题❤️ 算法图解:第八章:贪婪算法_原力计划_02

    好啦,这就是今天要给大家分享的全部内容了

    如果你喜欢的话,就不要吝惜你的一键三连了~❤️集合覆盖和NP完全问题❤️ 算法图解:第八章:贪婪算法_算法_03



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