动态规划——独立任务最优调度(Independent Task Scheduling)
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题目描述
用2 台处理机A 和B 处理n 个作业。设第i 个作业交给机器A 处理时需要时间i a ,若由机器B 来处理,则需要时间i b 。由于各作业的特点和机器的性能关系,很可能对于某些i,有ai >=bi,而对于某些j,j≠i,有aj < bj 。既不能将一个作业分开由2 台机器处理,也没有一台机器能同时处理2 个作业。设计一个动态规划算法,使得这2 台机器处理完这n个作业的时间最短(从任何一台机器开工到最后一台机器停工的总时间)。研究一个实例: (a1,a2,a3,a4,a5,a6)=(2,5,7,10,5,2);(b1,b2,b3,b4,b5,b6)=(3,8,4,11,3,4)。 对于给定的2 台处理机A 和B处理n 个作业,找出一个最优调度方案,使2台机器处理完这n 个作业的时间最短。
输入
的第1行是1个正整数n<=200, 表示要处理n个作业。 接下来的2行中,每行有n 个正整数,分别表示处理机A 和B 处理第i 个作业需要的处理时间。
输出
最短处理时间
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6 2 5 7 10 5 2 3 8 4 11 3 4
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题解:
这道题是说有N个作业可以在两个机器A,B上操作,同一个作业在A,B上不能同时进行,并且在A,B上的操作时间不同,所以我们要考虑从1~n个作业,哪些在A上,哪些在B上操作,所需要的时间最短。
用动态规划的思想,我们做这样的思考:当操作第i个作业时,我们选A还是B机器?在题目的要求下,我们就需要根据i-1的操作和i操作之间的关联来解题了。
先定义变量:a[i]-操作i在机器A上的时间
b[i]-操作i在机器B上的时间
f[i][j]操作到第i个作业时,在A机器已经花费j时间的情况下,找到b机器操作的时间
这道题可以这样来做:当我们全部选A操作的时候,时间上限为a[i]的和,即suma,所以作业从1~n在A上操作的时间都不会超过suma。
我们就可以在A机器操作时间0<=j<=suma的范围内,操做到第i个操作时,在B机器上所花的最短时间。
最短时间:1.当a[i] >j时,f[i][j]=f[i-1][j]+b[i];即在操作到i作业时,A机器所花费的时间大于j,所以不能再A机器上操作了,所以这时应该选择B机器,就要找在操作到i-1作业时,
A机器已经花费j时间的情况下,B机器已经操作的时间f[i-1][j],然后在i操作时选了B,就是f[i-1][j]+b[i]了。
2.当a[i]<=j时,f[i][j]=min(f[i-1][j-a[i]],f[i-1][j]+b[i]);,可能选A机器,可能选B机器,如果选A机器,接要找在操作到i-1作业,A已经花费的时间为j-a[i]时B机器的时间f[i-1][j-a[i]],因为没选B,所以这时候f[i][j]的时间与f[i-1][j-a[i]]相等。
当操作到第n个操作时,从A机器操作时间0~suma的情况下,各个B机器操作的最短时间就找出来了。我们要在A机器花费时间0~suma的时间段里,逐一比较A,B机器的时间,会按最长的时间选出A,B机器的代表,
再在这suma个时间代表中选出最小的哪一个作为最短花时间。
代码如下:
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; #define MAX 201 int a[MAX];//a[i],A机器 处理i作业花费时间 int b[MAX];//b[i],B机器 处理i作业花费时间 int f[MAX][10000];// f[i][j],在处理i作业时A机器花费j时间的情况下B机器花费的最小时间 int suma=0;//如果所有作业全部由A机器处理,最大时间限制 int min(int x,int y) { return x<y?x:y; } int max(int x,int y) { return x>y?x:y; } int dealWith(int n) { for(int i=1;i<=n;i++) { for(int j=0;j<=suma;j++) { if(a[i]<=j) { f[i][j]=min(f[i-1][j-a[i]],f[i-1][j]+b[i]); } else { f[i][j]=f[i-1][j]+b[i]; } } } int m=99999; for(int j=1;j<=suma;j++) { int t; t=max(j,f[n][j]); m=min(m,t); } return m; } int main() { int n; scanf("%d",&n); for(int i=1;i<=n;i++) { scanf("%d",&a[i]); suma+=a[i]; } for(int i=1;i<=n;i++) { scanf("%d",&b[i]); } int m=dealWith(n); printf("%d\n",m); return 0; }