最小工作分配问题:深度优先搜索算法求解

问题描述 设有n件工作分配给n个人,将工作i分配给第j个人费用为Cij,为每个人分配一件不同的工作,对于给定的工作费用,计算最佳工作分配方案,使得总费用达到最小。

输入格式 第一行有1个正整数(1<=n<=20).接下来的n行,每行n个数,第i行表示第i个人从事各项工作的费用

输出格式 共一行,即最小总费用

输入样例 3 4 2 5 2 3 6 3 4 5

输出样例 9

深度优先搜索算法求解

用深度优先搜索算法求解该问题,需要注意以下几点:

  1. 每个只能被分配一个工作,每个工作只能被分配给一个人,所以要用一个数组记录哪些工作已经被分配了,哪些人已经被分配了工作;
  2. 在搜索过程中,需要记录当前的总费用,以便判断是否达到最优解或者是否需要剪枝;
  3. 在搜索过程中,需要记录已经分配的工作数量,如果已经分配的工作数量达到n,说明所有工作都已经分配完毕,此时可以计算总费用并进行更新。同时,如果当前总费用已经大于已经得到的最小总费用,也可以进行剪枝。

参考代码

def dfs(current_cost, assigned_jobs, assigned_people, current_job, min_cost):
    if current_job == n:
        if current_cost < min_cost:
            min_cost = current_cost
        return min_cost
    for i in range(n):
        if assigned_jobs[i] == False and assigned_people[current_job] == False:
            assigned_jobs[i] = True
            assigned_people[current_job] = True
            min_cost = dfs(current_cost + costs[current_job][i], assigned_jobs, assigned_people, current_job + 1, min_cost)
            assigned_jobs[i] = False
            assigned_people[current_job] = False
    return min_cost

n = int(input())
costs = []
for i in range(n):
    costs.append(list(map(int, input().split())))

assigned_jobs = [False] * n
assigned_people = [False] * n
min_cost = float('inf')
min_cost = dfs(0, assigned_jobs, assigned_people, 0, min_cost)
print(min_cost)

算法解释

  • dfs(current_cost, assigned_jobs, assigned_people, current_job, min_cost) 函数实现深度优先搜索算法,参数分别表示当前费用,已分配工作数组,已分配人员数组,当前要分配的工作编号以及当前最小费用。
  • assigned_jobs 数组用于记录哪些工作已经被分配,assigned_people 数组用于记录哪些人已经被分配了工作。
  • current_job 表示当前要分配的工作编号,min_cost 表示当前得到的最小费用。
  • 函数遍历所有未分配的工作,如果当前工作可以分配给当前人,则进行分配,并递归调用dfs 函数继续分配下一项工作。
  • 如果所有工作都已经分配完毕,则计算当前总费用,并与当前最小费用进行比较,更新最小费用。
  • 如果当前总费用已经大于当前最小费用,则进行剪枝,不再继续搜索。

代码示例

# 输入样例
3
4 2 5
2 3 6
3 4 5

# 代码输出
9

总结

本文介绍了使用深度优先搜索算法解决最小工作分配问题,并提供了详细的算法步骤和参考代码示例。深度优先搜索算法是一种常用的搜索算法,可以用于解决各种组合优化问题。在使用深度优先搜索算法解决问题时,需要注意剪枝操作,以提高算法效率。

最小工作分配问题:深度优先搜索算法求解

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