箱子最优化匹配,数据结构(c++)

题目描述:某一运输公司要将n个物品装到m个箱子中,每个物品都有一定的重量,每个箱子都有容量限制,如何用最少的箱子装载物品?
说明:每个箱子的容量为M,物品i需要占用的箱子容量为W[i],0<=W[i]<=M。
最优匹配法:令箱子j的可用用量为b[j],物品i应放入可用容量最小但不小于w[i]的箱子里。采用二叉查找树实现最优匹配法。
功能要求及说明:
(1)给定给各箱子的剩余容量,根据剩余容量大小,构造二叉查找树;
(2)给定各物品的重量wi,根据要装入的物品需要占用的箱子容量w[i],在二叉查找树中查询最适合它的箱子,修改该箱子的剩余容量;
(3)从二叉查找树中删除被选中的箱子;
(4)将减少了容量的箱子再插入到二叉查找树中;
(5)打印最终的装箱结果;
(6)采用模块化设计,分别以函数形式描述上述各功能。

class BSTNode {
     
private:
   	int key; //箱子容量
	int value;//箱子编号
	BSTNode* ln;//箱子编号
	BSTNode* rn;
public:
    //无参构造函数
	BSTNode() {
     
		ln = rn = NULL;
	}
	//有参构造函数
	BSTNode(int key, int a, BSTNode* ln = NULL, BSTNode* rn = NULL) :key(key), value(a), ln(ln), rn(rn) {
     }
	inline int getValue();//获取箱子容量
	inline void setValue(int value) ;//设置箱子容量
	inline int getKey();//获取箱子编号
	inline void setKey(int key);//设置箱子编号
inline BSTNode* left();//返回左孩子指针
	inline void setLeft(BSTNode* ln) ;//设置左孩子指针
	inline BSTNode* right() ;//返回右孩子指针
	inline void setRight(BSTNode* rn) ;//设置右孩子指针
};
class BST {
     
private:
	BSTNode* inserthelp(BSTNode*, int&, int&);//插入节点核心函数
	BSTNode* removehelp(BSTNode*, int&);//删除节点核心函数
	void printhelp(BSTNode* root);//输出二叉树核心函数
	BSTNode* getmin(BSTNode*);//获取最小节点
	BSTNode* deletemin(BSTNode*);//删除最小节点
	BSTNode* findhelp(BSTNode*, int&);//检索节点
	void clearhelp(BSTNode*);//清空二叉树
public:
    BSTNode* root;//二叉树根节点
	int m;//箱子数量
	int *a = new int[MAX];//最优匹配化后的各箱子容量
	BST() {
     root = NULL;}//无参构造
	BST(int m){
     //有参构造
	    root = NULL;
	    this->m = m;
	}
	~BST() {
     clearhelp(root);}	//析构函数
	void insert(int key, int value);//插入接口函数
	void remove(int key) ;//删除接口函数
	BSTNode findGE(int key) ;//查找最合适的箱子
	void findMin(int* a, int n) ;//最优化分配
	void print()//输出二叉树
	int numUserB(int A[]);//输出所有被使用的箱子编号以及数量
};
2、主要算法思想
检索二叉树的建立:根据二叉树的特点,左孩子小于右孩子,在插入发的过程中将检索二叉树建立。
箱子最优匹配法:插入物品的时候优先插入可用空间容量最小且大于物品尺寸的箱子。
由于箱子的剩余容量可能相同,所以我们采用一颗带有重复关键字的二叉搜索树来描述箱子。
节点的键为箱子剩余空间的大小,假如我们要插入物体的尺寸大小为n,我们首先比较该n与根节点的键大小,如果n小于根节点大侠则将n设为候选箱子,然后再根节点的左子树里面继续进行寻找,如果n大于左子树根节点的键,那么就得在左子树根节点的右子树进行寻找,然后重复刚才的查找方法,然后最后一个候选箱子就是我们要插入的那个箱子,然后我们更改箱子的剩余空间,删除这个箱子,然后重新将该箱子插入树中为下一次查找做准备。
四  详细设计
#include 
#include 
using namespace std;
#define MAX  999
//二叉树节点
class BSTNode {
     
private:
    //箱子容量
	int key;
	//箱子编号
	int value;
	//左右孩子
	BSTNode* ln;
	BSTNode* rn;
public:
    //无参构造函数
	BSTNode() {
     
		ln = rn = NULL;
	}
	//有参构造函数
	BSTNode(int key, int a, BSTNode* ln = NULL, BSTNode* rn = NULL) :key(key), value(a), ln(ln), rn(rn) {
     
	}
	~BSTNode() {
     
	}
	//获取箱子容量
	inline int getValue() {
     
		return this->value;
	}
	//设置箱子容量
	inline void setValue(int value) {
     
		this->value = value;
	}
	//获取箱子编号
	inline int getKey() {
     
		return key;
	}
	//设置箱子编号
	inline void setKey(int key) {
     
		this->key = key;
	}
	//返回左孩子指针
	inline BSTNode* left() {
     
		return ln;
	}
	//设置左孩子指针
	inline void setLeft(BSTNode* ln) {
     
		this->ln = ln;
	}
	//返回右孩子指针
	inline BSTNode* right() {
     
		return rn;
	}
	//设置右孩子指针
	inline void setRight(BSTNode* rn) {
     
		this->rn = rn;
	}
};
 
//检索二叉树
class BST {
     
private:
    //插入节点核心函数
	BSTNode* inserthelp(BSTNode*, int&, int&);
	//删除节点核心函数
	BSTNode* removehelp(BSTNode*, int&);
	//输出二叉树核心函数
	void printhelp(BSTNode* root);
	//获取最小节点
	BSTNode* getmin(BSTNode*);
	//删除最小节点
	BSTNode* deletemin(BSTNode*);
	//检索节点
	BSTNode* findhelp(BSTNode*, int&);
	//清空二叉树
	void clearhelp(BSTNode*);
public:
    //二叉树根节点
	BSTNode* root;
	//箱子数量
	int m;
	//最优匹配化后的各箱子容量
	int *a = new int[MAX];
	//无参构造
	BST() {
     
		root = NULL;
	}
	//有参构造
	BST(int m){
     
	    root = NULL;
	    this->m = m;
	}
	//析构函数
	~BST() {
     
		clearhelp(root);
	}
	//插入接口函数
	void insert(int key, int value) {
     
		root = inserthelp(root, key, value);
	}
	//删除接口函数
	void remove(int key) {
     
			removehelp(root, key);
	}
	//查找最合适的箱子
	BSTNode findGE(int key) {
     
		BSTNode* node = root;
		BSTNode a;
		while (node != NULL) {
     
			if (node->getKey() >= key) {
     
				a = *node;
				node = node->left();
			}
			else
				node = node->right();
		}
		return a;
	}
	//最优化分配
	void findMin(int* a, int n) {
     
		BSTNode B;
		for (int i = 0; i < n; i++) {
     
			B = findGE(a[i]);
			//删除查找到的合适箱子
			remove(B.getKey());
			//插入修改后的箱子
			insert(B.getKey()-a[i], B.getValue());
		}
	}
	//输出二叉树
	void print() {
     
        cout<<"编号 "<<" 容量"<<endl;
		if (root != NULL)
			printhelp(root);
	}
	//输出所有被使用的箱子编号以及数量
    int numUserB(int A[]){
     
        cout<<"使用的分别是一下编号的箱子"<<endl;
        int number = 0;
        for(int i = 0;i<m;i++){
     
            if(A[i] != a[i]){
     
                cout<<i<<" ";
                number++;
            }
        }
        cout<<endl;
        return number;
    }
};
//打印二叉树核心函数
void BST::printhelp(BSTNode* root) {
     
	if (root == NULL) return;
	printhelp(root->left());
	a[root->getValue()] = root->getKey();
	cout << root->getValue()<<"   "<<root->getKey() << endl;
	printhelp(root->right());
}
//获取最小结点
BSTNode* BST::getmin(BSTNode* root) {
     
	if (root->left() == NULL) return root; else return getmin(root->left());
}
//删除最小结点
BSTNode* BST::deletemin(BSTNode* root) {
     
	if (root->left() == NULL) return root->right(); else root->setLeft(deletemin(root->left()));
	return root;
}
//删除指定结点
BSTNode* BST::removehelp(BSTNode* root, int& key) {
     
	if (root == NULL) return NULL;
	else if (key < root->getKey())
		root->setLeft(removehelp(root->left(), key));
    else if (key > root->getKey())
		root->setRight(removehelp(root->right(), key));
    else {
     
		BSTNode* temp = root;
		if (root->left() == NULL) {
     
			root = root->right();
			delete temp;
		}
		else if (root->right() == NULL) {
     
			root = root->left();
			delete temp;
		}
		else {
     
			BSTNode* t = getmin(root->right());
			root->setValue(t->getValue());
			root->setKey(t->getKey());
			root->setRight(deletemin(root->right()));
			delete t;
		}
	}
	return root;
}
//插入核心函数
BSTNode* BST::inserthelp(BSTNode* root, int& key, int &value) {
     
	if (root == NULL) return new BSTNode(key, value);
	if (key < root->getKey()) root->setLeft(inserthelp(root->left(), key, value));
	else root->setRight(inserthelp(root->right(), key, value));
	return root;
}
//清空二叉树
void BST::clearhelp(BSTNode* root) {
     
	if (root == NULL) return;
	clearhelp(root->left());
	clearhelp(root->right());
	delete root;
}
//主函数
int main() {
     
    //箱子数
	int m;
	cout << "输入箱子个数m=";
	cin >> m;
	//箱子数组
	int b[MAX];
	BST r(m);
	cout << "输入每个箱子的容量" << endl;
	for (int i = 0; i < m; i++) {
     
		cin >> b[i];
		r.insert(b[i], i);
	}
	//物品数
	int n;
	cout << "请输入物品个数n=";
	cin >> n;
	//物品数组
	int w[MAX];
	cout << "请输入每一个物品的重量" << endl;
	for (int i = 0; i < n; i++)
		cin >> w[i];
    cout<<"建造的搜索二叉树是"<<endl;
	r.print();
	r.findMin(w, n);
	cout<<"经过最优化分配后的搜索二叉树是"<<endl;
	r.print();
	int number = r.numUserB(b);
	cout<<"使用的箱子的数量是"<<number<<endl;
}

此处是报告链接

你可能感兴趣的:(数据结构,数据结构)