问题描述
有一天,海盗们截获了一艘装满各种各样古董的货船,每一件古董都价值连城,一旦打碎就失去了它的价值。虽然海盗船足够大,但载重量为 C,每件古董的重量为 wi,海盗们该如何把尽可能多数量的宝贝装上海盗船呢?
输入
第一行输入两个整数c(0<c<100000)和n(0<n<500),分别表示载重量和可以选择的古董的数量。第二行的n个数wi(0<wi<1000)分别表示这n个古董的重量。
输出
输出一个整数表示最多能装古董的数量。
样例输入
30 8
4 10 7 11 3 5 14 2
样例输出
5
问题分析
根据问题描述可知这是一个可以用贪心算法求解的最优装载问题,要求装载的物品的数量尽可能多,而船的容量是固定的,那么优先把重量小的物品放进去,在容量固定的情况下,装的物品最多。采用重量最轻者先装的贪心选择策略,从局部最优达到全局最优,从而产生最优装载问题的最优解。
算法设计
(1)当载重量为定值 c 时,wi 越小时,可装载的古董数量 n 越大。只要依次选择最小重
量古董,直到不能再装为止。
(2)把 n 个古董的重量从小到大(非递减)排序,然后根据贪心策略尽可能多地选出前
i 个古董,直到不能继续装为止,此时达到最优。
代码
#include <iostream>
#include <algorithm>
const int N = 1000005;
using namespace std;
double w[N]; //古董的重量数组
int main()
{
double c;
int n;
cin>>c>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>w[i]; //输入每个物品重量
}
sort(w,w+n); //按古董重量升序排序
double temp=0.0;
int ans=0; // tmp 为已装载到船上的古董重量,ans 为已装载的古董个数
for(int i=0;i<n;i++)
{
temp+=w[i];
if(temp<=c)
ans ++;
else
break;
}
cout<<ans<<endl;
return 0;
}
也可将上述核心代码替换成:
int tmp = 0,ans = n; //ans 记录已经装载的古董个数,tmp 代表装载到船上的古董的重量
for(int i=0;i<n;i++)
{
tmp += w[i];
if(tmp>=c)
{
if(tmp==c) //假如刚好,最后一个可以放
ans = i+1;
else
ans = i; //如果满了,最后一个不能放
break;
}
}
算法复杂度分析
(1)时间复杂度:首先需要按古董重量排序,调用 sort 函数,其平均时间复杂度为 O(nlogn),
输入和贪心策略求解的两个 for 语句时间复杂度均为 O(n),因此时间复杂度为 O(n + nlog(n))。
(2)空间复杂度:程序中变量 tmp、ans 等占用了一些辅助空间,这些辅助空间都是常
数阶的,因此空间复杂度为 O(1)。
如果想知道装入了哪些古董,需要添加什么程序来实现呢?
利用结构体,输入时将古董的名字一并输入,在利用结构体排序。代码如下:
#include <iostream>
#include <algorithm>
const int N = 1000005;
using namespace std;
struct gd
{
string name;
double w; //古董的重量数组
}a[N];
bool cmp(gd a,gd b)
{
return a.w<b.w;
}
int main()
{
double c;
int n;
cin>>c>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>a[i].name;
cin>>a[i].w; //输入每个物品重量
}
sort(a,a+n,cmp); //按古董重量升序排序
double temp=0.0;
int ans=0; // tmp 为已装载到船上的古董重量,ans 为已装载的古董个数
for(int i=0;i<n;i++)
{
temp+=a[i].w;
if(temp<=c)
{
ans ++;
cout<<a[i].name<<endl;
}
else
break;
}
cout<<ans<<endl;
return 0;
}