C语言动态规划完全装箱问题

2025-03-03 12:17:51

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回答1：

【问题】装箱问题
　　问题描述：装箱问题可简述如下：设有编号为0、1、…、n-1的n种物品，体积分别为v0、v1、…、vn-1。将这n种物品装到容量都为V的若干箱子里。约定这n种物品的体积均不超过V，即对于0≤i＜n，有0＜vi≤V。不同的装箱方案所需要的箱子数目可能不同。装箱问题要求使装尽这n种物品的箱子数要少。
　　若考察将n种物品的集合分划成n个或小于n个物品的所有子集，最优解就可以找到。但所有可能划分的总数太大。对适当大的n，找出所有可能的划分要花费的时间是无法承受的。为此，对装箱问题采用非常简单的近似算法，即贪婪法。该算法依次将物品放到它第一个能放进去的箱子中，该算法虽不能保证找到最优解，但还是能找到非常好的解。不失一般性，设n件物品的体积是按从大到小排好序的，即有v0≥v1≥…≥vn-1。如不满足上述要求，只要先对这n件物品按它们的体积从大到小排序，然后按排序结果对物品重新编号即可。装箱算法简单描述如下：
　　{ 输入箱子的容积；
　　输入物品种数n；
　　按体积从大到小顺序，输入各物品的体积；
　　预置已用箱子链为空；
　　预置已用箱子计数器box_count为0；
　　 for (i=0;i　　 { 从已用的第一只箱子开始顺序寻找能放入物品i 的箱子j；
　　 if （已用箱子都不能再放物品i）
　　 { 另用一个箱子，并将物品i放入该箱子；
　　 box_count++；
　　 }
　　 else
　　将物品i放入箱子j；
　　 }
　　}
　　上述算法能求出需要的箱子数box_count，并能求出各箱子所装物品。下面的例子说明该算法不一定能找到最优解，设有6种物品，它们的体积分别为：60、45、35、20、20和20单位体积，箱子的容积为100个单位体积。按上述算法计算，需三只箱子，各箱子所装物品分别为：第一只箱子装物品1、3；第二只箱子装物品2、4、5；第三只箱子装物品6。而最优解为两只箱子，分别装物品1、4、5和2、3、6。

　　若每只箱子所装物品用链表来表示，链表首结点指针存于一个结构中，结构记录尚剩余的空间量和该箱子所装物品链表的首指针。另将全部箱子的信息也构成链表。以下是按以上算法编写的程序。
　　【程序】
　　# include
　　# include
　　typedef struct ele
　　{ int vno;
　　 struct ele *link;
　　} ELE;
　　typedef struct hnode
　　{ int remainder;
　　 ELE *head;
　　 Struct hnode *next;
　　} HNODE;
　　
　　void main()
　　{ int n, i, box_count, box_volume, *a;
　　 HNODE *box_h, *box_t, *j;
　　 ELE *p, *q;
　　 Printf(“输入箱子容积\n”);
　　 Scanf(“%d”,&box_volume);
　　 Printf(“输入物品种数\n”);
　　 Scanf(“%d”,&n);
　　 A=(int *)malloc(sizeof(int)*n);
　　 Printf(“请按体积从大到小顺序输入各物品的体积：”);
　　 For (i=0;i　　 Box_h=box_t=NULL;
　　 Box_count=0;
　　 For (i=0;i　　 { p=(ELE *)malloc(sizeof(ELE));
　　 p->vno=i;
　　 for (j=box_h;j!=NULL;j=j->next)
　　 if (j->remainder>=a[i]) break;
　　 if (j==NULL)
　　 { j=(HNODE *)malloc(sizeof(HNODE));
　　 j->remainder=box_volume-a[i];
　　 j->head=NULL;
　　 if (box_h==NULL) box_h=box_t=j;
　　 else box_t=boix_t->next=j;
　　 j->next=NULL;
　　 box_count++;
　　 }
　　 else j->remainder-=a[i];
　　 for (q=j->next;q!=NULL&&q->link!=NULL;q=q->link);
　　 if (q==NULL)
　　 { p->link=j->head;
　　 j->head=p;
　　 }
　　 else
　　 { p->link=NULL;
　　 q->link=p;
　　 }
　　 }
　　 printf(“共使用了%d只箱子”，box_count);
　　 printf(“各箱子装物品情况如下：”);
　　 for (j=box_h,i=1;j!=NULL;j=j->next,i++)
　　 { printf(“第%2d只箱子，还剩余容积%4d，所装物品有；\n”,I,j->remainder);
　　 for (p=j->head;p!=NULL;p=p->link)
　　 printf(“%4d”,p->vno+1);
　　 printf(“\n”);
　　 }
　　}

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