📜  巧克力分销问题|套装2(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:09:41.566000             🧑  作者: Mango

巧克力分销问题|套装2

简介

巧克力分销问题是一个经典的计算机科学问题,它让我们思考如何在一个分布式系统中平衡资源的分配和利用效率。套装2是这个问题的变种,相较于套装1,它增加了一些复杂度和挑战性,但依然可以用一些常见的算法和数据结构来解决它。

问题描述

有一批巧克力需要分销给一些小朋友,假设这批巧克力可以分为n份,每份巧克力的大小不一,每个小朋友有一个“胃口值”,代表他能够接受的最小巧克力量,问题是如何将这n份巧克力分配给小朋友,使得巧克力浪费最小。

同一份巧克力不能被分配给多个小朋友,但一份巧克力也可以不被分配出去而浪费掉。为了能够让巧克力浪费最小,我们可以定义一下“浪费”的概念:将每份巧克力与它被分配的小朋友的胃口值求差的和,即为所谓的“浪费”。让浪费最小化就是我们要解决的问题。

解决方案

套装2相较于套装1增加了一个限制条件:如果某个小朋友的胃口值为h,那么它只能够接受大小在[h - x, h + x]之间的巧克力。其中x是一个与小朋友无关的常数,代表了巧克力的变化范围。这个限制条件给问题带来了更高的复杂度,但我们仍然可以利用一些算法和数据结构来解决它。

动态规划

动态规划是解决巧克力分销问题的经典算法,它可以很好地解决套装2这种增加了限制条件的问题。具体做法如下:

定义dp[i][j]为在前i个巧克力和前j个小朋友的情况下,浪费最少的巧克力数量。初始状态是dp[0][i] = 0和dp[i][0] = INF,其中0 < i < n+1,INF为一个足够大的数。

动态转移方程:

当第i个巧克力可以分配给第j个小朋友时,考虑两种情况:

  • 分配给第j个小朋友:dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + |size[i] - appetite[j]|
  • 不分配给第j个小朋友:dp[i][j] = dp[i-1][j]

当第i个巧克力不能分配给第j个小朋友时:dp[i][j] = dp[i-1][j]

最后答案是dp[n][m],其中m为小朋友的数量。

时间复杂度为O(nm)。

贪心算法

贪心算法可以在O(nlogn)的时间内解决套装2问题。具体做法如下:

按巧克力大小从小到大排序

按胃口值从小到大排序

按巧克力逐个枚举,对于每个巧克力,尝试将其分配给能够接受它的胃口最小的小朋友,如果有多个小朋友都能接受它,那么选择胃口最小的那个。

时间复杂度为O(nlogn)。

总结

巧克力分销问题是一个有趣的问题,它挑战了我们的计算思维和算法能力。套装2比套装1的复杂度更高,但我们仍然有多种算法可以尝试解决它。当然,在实际应用中,我们可能需要更加灵活和创造性地利用算法和数据结构来解决更多的实际问题。