【算法理论】bin packing 装箱问题

Bin packing(装箱问题)

Problem:给定n件物品和k个箱子,每一个箱子的容量为1,每一件物品的大小w为(0,1),要求使用最少数目的箱子来装上全部的物品。

这个问题是NPC问题,只有approximation(近似)算法。

一个2-approximation的多项式算法。

算法:

先打开一个箱子,然后逐一放入物品,如果当前的物品没有一个已打开的箱子可以放入,那么就新打开一个箱子来装它。

算法是2-approximation的,证明:

假设最优解需要B*个箱子,上述算法需要B个。那么,考虑使用上述算法的完成情况,至少会有B-1个箱子是半满的(箱子使用了多余一半的容量),这是因为,如果有两个箱子使用量不足一半,那么根据算法,后一个箱子的物品要被放入第一个箱子,因此上述结论正确。那么全部物品的总量S>(B-1)*0.5,即,B-1<2*S,又考虑到B是整数,则B-1<=B,因此有B<=2*S,而S<=B*,所以B<=2*B,因此是2-approximation算法。

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