【编程素质】活动安排问题（会场安排问题、图着色问题）

贪心算法

1，问题

i-第i个活动

s[i]：开始时间。

f[i]：结束时间。

贪心算法：

选择活动1，则开始时间大于4的最近活动为：活动4。

选择活动4，开始时间大于7的最近活动为：活动8。

选择活动8，同样，选择活动11。

2，demo

1）会场安排问题。

【问题描述】假设要在足够多的会场里安排一批活动，并希望使用尽可能少的会场。（这个问题实际上是著名的图着色问题。若将每一个活动作为图的一个顶点，不相容活动间用边相连。使相邻顶点有不同颜色的最小着色数，相应于要找的最小会场数。）

【算法设计】对于给定的K个待安排活动，计算使用最少会场的时间表

2）代码

①C语言实现

input.txt

5
1 23
12 28
25 35
27 80
36 50

output.txt

//要求每个活动安排完，记录使用会场的最少数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct
{
int s;//记录活动开始时间
int f;//记录活动终止时间
int A;//活动是否被安排
}Activity;

void SelectSort( Activity a[],int n );
int GreedySelector( int n, Activity a[] );

int main()
{
int n;//记录有几项活动
int count=0;//记录会场数
int i = 0;
Activity a[100];

FILE *fp1,*fp2;
fp1 = fopen("C:\\Users\\LUO\\Desktop\\input.txt","r");
fp2 = fopen("C:\\Users\\LUO\\Desktop\\output.txt","a");
if(!fp1)
{
printf("open fp1 failed！");
}
fscanf(fp1,"%d\n",&n);
while( !feof(fp1) )
{
fscanf(fp1,"%d%d", &a[i].s ,&a[i].f);
i++;
}
for( i=0; i<n; i++ )
a[i].A = 0;

SelectSort(a,n);//按活动结束时间从小到大排列
count = GreedySelector( n,a );

fprintf(fp2,"%d\n",count);
fclose( fp1 );
fclose( fp2 );

return 0;
}

void SelectSort( Activity a[],int n )
{//从小到大排列
int i,j,k;
Activity temp;
for( i=0; i<n; i++ )
{
k = i;
for( j=i+1; j<n; j++ )
if( a[j].f < a[k].f )
k = j;
if( i != k )
{
temp = a[i];
a[i] = a[k];
a[k] = temp;
}
}
}

int ifAll(Activity a[],int n)
{
int i;
for( i=0; i<n; i++ )
{
if( a[i].A == 0 )
return 0;
}
return 1;
}

int GreedySelector( int n, Activity a[] )
{
int i;
int j;//已选的会场
int count;//会场计数

for( count=1; !ifAll(a,n); count++)
{
for( i=0; i<n; i++ )
{
if( !a[i].A )
{
j=i;
a[i].A = 1;
break;
}
}
for( i=0; i<n; i++ )
{
if( !a[i].A )
if( a[i].s >= a[j].f )//
{
a[i].A = 1;
j=i;
}
}
}
return --count;
}

②java实现

input.txt

5,
1,23,
12,28,
25,35,
27,80,
36,50,

package task_scheduling;

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main1 {

private static int SIZE = 15;// 数组大小

public static void main(String[] args) throws IOException {

int n;// 记录有几项活动
int count = 0;// 记录会场数
MovementBean[] m = new MovementBean[SIZE];
for (int i = 0; i < m.length; i++) {
m[i] = new MovementBean(0, 0, false);
}

int[] data = ReadFile();
n = data[0];
for (int i = 1, j = 0; i < data.length; j++) {
m[j].setStartTime(data[i++]);
m[j].setFinalTime(data[i++]);
m[j].setSelect(false);
}

SelectSort(m, n);// 按活动结束时间从小到大排列
count = GreedySelector.GreedySelector(n, m);

if (0 == count) {
System.out.println("计算出错");
} else {

// out.txt
FileUtil.writeFile("output.txt", count + "");
}
}

private static void SelectSort(MovementBean[] m, int n) {// 从小到大排列
int i, j, k;
MovementBean temp;
for (i = 0; i < n; i++) {
k = i;
for (j = i + 1; j < n; j++)
if (m[j].getFinalTime() < m[k].getFinalTime())
k = j;
if (i != k) {
temp = m[i];
m[i] = m[k];
m[k] = temp;
}
}
}

/**
* Read input.txt
*
* @throws IOException
*/
private static int[] ReadFile() throws IOException {

int[] Data = new int[SIZE];// 文件读取到的数据转换为int存储
String[] Data_str = new String[SIZE];// 文件读取到的数据

Data_str = FileUtil.readFile("input.txt").split("\\,");

int index = 0;
for (String item : Data_str) {

Data[index++] = Integer.parseInt(item);
}
return Data;
}
}

package task_scheduling;
/**
* 活动类
* @author luo
*
*/
public class MovementBean {

private int startTime;//记录活动开始时间
private int finalTime;//记录活动终止时间
private boolean isSelect;//活动是否被安排
public MovementBean(int s, int f, boolean isSelect){
this.startTime = s;
this.finalTime = f;
this.isSelect = isSelect;
}
public int getStartTime() {
return startTime;
}
public void setStartTime(int startTime) {
this.startTime = startTime;
}
public int getFinalTime() {
return finalTime;
}
public void setFinalTime(int finalTime) {
this.finalTime = finalTime;
}
public boolean isSelect() {
return isSelect;
}
public void setSelect(boolean isSelect) {
this.isSelect = isSelect;
}
}

核心代码：

package task_scheduling;

/**
* 会场安排问题
*
* @author luo
*
*/
public class GreedySelector {

public static int GreedySelector(int n, MovementBean m[]) {
int i;
int j = 0;// 已选的会场
int count;// 会场计数

for (count = 1; !ifAll(m, n); count++) {
for (i = 0; i < n; i++) {
if (!m[i].isSelect()) {
j = i;
m[i].setSelect(true);
break;
}
}
for (i = 0; i < n; i++) {
if (!m[i].isSelect())
if (m[i].getStartTime() >= m[j].getFinalTime())//
{
m[i].setSelect(true);
j = i;
}
}
}
return --count;
}

/**
* 判断任务是否全部被选中
*
* @param m
* @param n
* @return
*/
private static boolean ifAll(MovementBean m[], int n) {
int i;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (!m[i].isSelect())
return false;
}
return true;
}
}