算法分析-动态规划(装配线调度)

2024-01-20 05:10

本文主要是介绍算法分析-动态规划(装配线调度),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言:动态规划的概念

  动态规划(dynamic programming)是通过组合子问题的解而解决整个问题的。分治算法是指将问题划分为一些独立的子问题,递归的求解各个问题,然后合并子问题的解而得到原问题的解。例如归并排序,快速排序都是采用分治算法思想。本书在第二章介绍归并排序时,详细介绍了分治算法的操作步骤,详细的内容请参考:http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/01/22/2871042.html。而动态规划与此不同,适用于子问题不是独立的情况,也就是说各个子问题包含有公共的子问题。如在这种情况下,用分治算法则会重复做不必要的工作。采用动态规划算法对每个子问题只求解一次,将其结果存放到一张表中,以供后面的子问题参考,从而避免每次遇到各个子问题时重新计算答案。

动态规划与分治法之间的区别:
(1)分治法是指将问题分成一些独立的子问题,递归的求解各子问题
(2)动态规划适用于这些子问题不是独立的情况,也就是各子问题包含公共子问题

  动态规划通常用于最优化问题(此类问题一般有很多可行解,我们希望从这些解中找出一个具有最优(最大或最小)值的解)。动态规划算法的设计分为以下四个步骤:

(1)描述最优解的结构

(2)递归定义最优解的值

(3)按自低向上的方式计算最优解的值

(4)由计算出的结果构造一个最优解

  动态规划最重要的就是要找出最优解的子结构。书中接下来列举4个问题,讲解如何利用动态规划方法来解决。动态规划的内容比较多,我计划每个问题都认真分析,写成日志。今天先来看第一个问题:装配线调度问题

2、问题描述

  一个汽车公司在有2条装配线的工厂内生产汽车,每条装配线有n个装配站,不同装配线上对应的装配站执行的功能相同,但是每个站执行的时间是不同的。在装配汽车时,为了提高速度,可以在这两天装配线上的装配站中做出选择,即可以将部分完成的汽车在任何装配站上从一条装配线移到另一条装配线上。装配过程如下图所示:

  装配过程的时间包括:进入装配线时间e、每装配线上各个装配站执行时间a、从一条装配线移到另外一条装配线的时间t、离开最后一个装配站时间x。举个例子来说明,现在有2条装配线,每条装配线上有6个装配站,各个时间如下图所示:

从图中可以看出按照红色箭头方向进行装配汽车最快,时间为38。分别现在装配线1上的装配站1、3和6,装配线2上装配站2、4和5。

3、动态规划解决步骤

(1)描述通过工厂最快线路的结构

  对于装配线调度问题,一个问题的(找出通过装配站Si,j 最快线路)最优解包含了子问题(找出通过S1,j-1或S2,j-1的最快线路)的一个最优解,这就是最优子结构。观察一条通过装配站S1,j的最快线路,会发现它必定是经过装配线1或2上装配站j-1。因此通过装配站的最快线路只能以下二者之一:

a)通过装配线S1,j-1的最快线路,然后直接通过装配站Si,j

b)通过装配站S2,j-1的最快线路,从装配线2移动到装配线1,然后通过装配线S1,j

为了解决这个问题,即寻找通过一条装配线上的装配站j的最快线路,需要解决其子问题,即寻找通过两条装配线上的装配站j-1的最快线路。

(2)一个递归的解

  最终目标是确定底盘通过工厂的所有路线的最快时间,设为f*,令fi[j]表示一个底盘从起点到装配站Si,j的最快时间,则f* = min(f1[n]+x1,f2[n]+x2)。逐步向下推导,直到j=1。

当j=1时: f1[1] = e1+a1,1,f2[1] = e2+a2,1

当j>1时:f1[j] = min(f1[j-1]+a1,j,f2[j-1]+t2,j-1+a1,j),f2[j] = min(f2[j-1]+a2,j,f1[j-1]+t1,j-1+a2,j)

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/huenchao/p/5947125.html

这篇关于算法分析-动态规划(装配线调度)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/624874

相关文章

关于MyISAM和InnoDB对比分析

《关于MyISAM和InnoDB对比分析》:本文主要介绍关于MyISAM和InnoDB对比分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录开篇:从交通规则看存储引擎选择理解存储引擎的基本概念技术原理对比1. 事务支持:ACID的守护者2. 锁机制:并发控制的艺

MyBatis Plus 中 update_time 字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)

《MyBatisPlus中update_time字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)》在使用MyBatisPlus时,通常我们会在数据库表中设置create_time和update... 目录前言一、问题现象二、原因分析三、总结:常见原因与解决方法对照表四、推荐写法前言在使用 MyBATis

Python主动抛出异常的各种用法和场景分析

《Python主动抛出异常的各种用法和场景分析》在Python中,我们不仅可以捕获和处理异常,还可以主动抛出异常,也就是以类的方式自定义错误的类型和提示信息,这在编程中非常有用,下面我将详细解释主动抛... 目录一、为什么要主动抛出异常?二、基本语法:raise关键字基本示例三、raise的多种用法1. 抛

github打不开的问题分析及解决

《github打不开的问题分析及解决》:本文主要介绍github打不开的问题分析及解决,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、找到github.com域名解析的ip地址二、找到github.global.ssl.fastly.net网址解析的ip地址三

Java调用C#动态库的三种方法详解

《Java调用C#动态库的三种方法详解》在这个多语言编程的时代,Java和C#就像两位才华横溢的舞者,各自在不同的舞台上展现着独特的魅力,然而,当它们携手合作时,又会碰撞出怎样绚丽的火花呢?今天,我们... 目录方法1:C++/CLI搭建桥梁——Java ↔ C# 的“翻译官”步骤1:创建C#类库(.NET

Mysql的主从同步/复制的原理分析

《Mysql的主从同步/复制的原理分析》:本文主要介绍Mysql的主从同步/复制的原理分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录为什么要主从同步?mysql主从同步架构有哪些?Mysql主从复制的原理/整体流程级联复制架构为什么好?Mysql主从复制注意

MyBatis编写嵌套子查询的动态SQL实践详解

《MyBatis编写嵌套子查询的动态SQL实践详解》在Java生态中,MyBatis作为一款优秀的ORM框架,广泛应用于数据库操作,本文将深入探讨如何在MyBatis中编写嵌套子查询的动态SQL,并结... 目录一、Myhttp://www.chinasem.cnBATis动态SQL的核心优势1. 灵活性与可

java -jar命令运行 jar包时运行外部依赖jar包的场景分析

《java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析》:本文主要介绍java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作... 目录Java -jar命令运行 jar包时如何运行外部依赖jar包场景:解决:方法一、启动参数添加: -Xb

Mybatis嵌套子查询动态SQL编写实践

《Mybatis嵌套子查询动态SQL编写实践》:本文主要介绍Mybatis嵌套子查询动态SQL编写方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录前言一、实体类1、主类2、子类二、Mapper三、XML四、详解总结前言MyBATis的xml文件编写动态SQL

Apache 高级配置实战之从连接保持到日志分析的完整指南

《Apache高级配置实战之从连接保持到日志分析的完整指南》本文带你从连接保持优化开始,一路走到访问控制和日志管理,最后用AWStats来分析网站数据,对Apache配置日志分析相关知识感兴趣的朋友... 目录Apache 高级配置实战:从连接保持到日志分析的完整指南前言 一、Apache 连接保持 - 性