贪心算法(又称贪婪算法)是指,在对问题求解是,总是做出当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,这种算法做出的在某种意义上是局部最优解。
贪心算法并不会保证得到最优解,但是在某些问题上贪心算法的解就是最优解。要回判断一个问题能否用贪心算法来计算。
假设上店老板需要找零n元钱,钱币面额有:100,50,5,1,如何找零使得所需钱币的数量最少。
解:贪心算法,先从最大面额找,找不开,再找下一面额,直到找开
t = [100, 50, 5, 1]
def change(t, n):
m = [0 for _ in range(len(t))]
for i, money in enumerate(t):
m[i] = n // money
n = n % money
return m, n
一个小偷在商店里发现有n个商品,第i个商品价值vi元,重wi千克。他希望拿走的价值尽量高,但是他的背包最多只能容纳W千克的东西。他应该拿走那些商品。
分数背包
goods = [(60, 10),(100, 20),(120, 30)] # 表示每个商品元组表示(价格, 重量)
goods.sort(key=lambda x: x[0]/x[1], reverse=True) # 按照平均价格降序排序
# 分数背包
def fractional_backpack(goods, w):
# w 表示背包的重量
total_v = 0
m = [0 for _ in range(len(goods))]
for i, (prize, weight) in enumerate(goods):
if w >= weight:
m[i] = 1
w -= weight
total_v += weight
else:
m[i] = w / weight
total_v += m[i] * prize
w = 0
break
return m, total_v
拼接最大数字问题
有n个非负整数,将其按照字符串拼接的方式拼接为一个整数。如何拼接可以使得得到的整数最大?
from functools import cmp_to_key
li = [32, 94, 128, 1286, 6, 71]
def xy_cmp(x, y):
if x+y < y+x:
return 1
elif x+y > y+x:
return -1
else:
return 0
def number_join(li):
li = list(map(str, li))
li.sort(key=cmp_to_key(xy_cmp))
return "".join(li)
关于cmp_to_key函数的用法可转到python cmp_to_key这篇博客中。
假设有n个活动,这些活动要占用同一片场地,而场地在某时刻只能供一个活动使用。
每个活动都与一个开始时间si和结束时间fi(题目中时间以整数表示),表示活动在[si, fi)区间占用场地。
问:安排哪些活动能够使该场地举办的活动个数最多?
贪心算法:最先结束的活动一定是最优解的一部分。
证明:假设a是所以活动中最先结束的活动,b是最优解中最先结束的活动。
如果a=b,结论成立
如果a ≠ \neq =b,则b的结束时间一定晚于a的结束时间,则此时用a替换掉最优解中的b,a一定不与最优解中的其他活动时间重叠,因此替换后的解也是最优解。
activities = [(1,4), (3,5), (0,6), (5,7), (3,9), (5,9), (6,10), (8,11), (8,12), (2,14), (12,16)]
# 按活动结束时间排好序
activities.sort(key=lambda x:x[1])
def activity_selection(a):
res = [a[0]]
for i in range(1, len(a)):
if a[i][0] >= res[-1][1]: # 当前活动时间大于等于最后一个入选活动的结束时间
# 时间不冲突
res.append(a[i])
return res