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📜  放置 N 个项目所需的最小箱数(使用最佳拟合算法)(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:53.524000             🧑  作者: Mango

放置 N 个项目所需的最小箱数(采用最佳拟合算法)

在计算机科学中,问题的解决方案通常涉及到对一组数据进行分组或分类。其中一个重要的分组问题是将一组项目分配到一组箱子中,并确保每个箱子的总大小不超过指定的容量。在这个问题中,我们要找到放置 N 个项目所需的最小箱数,且每个箱子的总大小不能超过指定容量。

最佳拟合算法是一种有效的方法,可以用来解决组合问题,例如将项目分配到箱子中。该算法的核心思想是计算每个箱子的空间利用率,并将项目放置到空间利用率最高的箱子中。

算法步骤
  1. 首先,我们需要将项目按顺序排序,并将第一个项目放入新的箱子中。
  2. 依次将下一个项目放入箱子中。对于任何一个项目,我们需要计算它放入每个箱子中的空间利用率,并将它放置到空间利用率最高的箱子中。
  3. 如果没有任何一个箱子可以容纳该项目,则创建一个新箱子,并将该项目放入其中。
  4. 重复步骤2和3,直到所有的项目都被放置在箱子中。

最终我们将得到最小箱数,使得每个箱子的总大小都不超过指定的容量。

代码实现(Python)
def best_fit(data, bin_capacity):
    bins = []
    for item in data:
        best_bin = None
        max_space = 0
        for bin in bins:
            if bin.current_space + item <= bin_capacity and bin_capacity - (bin.current_space + item) > max_space:
                best_bin = bin
                max_space = bin_capacity - (bin.current_space + item)
        if best_bin is None:
            best_bin = Bin(bin_capacity)
            bins.append(best_bin)
        best_bin.add_item(item)
    return len(bins)
 
class Bin:
    def __init__(self, capacity):
        self.capacity = capacity
        self.current_space = 0
        self.items = []
 
    def add_item(self, item):
        self.items.append(item)
        self.current_space += item
 
data = [4, 5, 2, 6, 7, 3, 1, 5]
bin_capacity = 10
print(best_fit(data, bin_capacity))

代码解析:

  1. 我们首先定义了一个 best_fit() 函数,它接收两个参数:一个包含数据的列表和指定箱子的容量。
  2. 我们创建了一个空箱子列表。
  3. 我们遍历数据列表中的每个项目,并为每个项目找到“空间利用率最高”的箱子。我们计算每个箱子的剩余容量,并选择它剩余容量最大的那个箱子。如果没有箱子可以容纳该项目,则我们创建一个新箱子。
  4. 对于每个箱子,我们使用 Bin 类来存储箱子参数和其当前状态。我们使用 add_item() 方法将项目添加到箱子中。
  5. 最后,我们返回箱子的数量,它表示了最小箱数的结果。

最佳拟合算法是一种有效的解决箱子组合问题的方法。我们可以使用 Python 或其他编程语言来实现该算法,并在实践中测试其表现。