当前位置:

首页 > 编程开发 > Java怎么实现优先队列式广度优先搜索算法

Java怎么实现优先队列式广度优先搜索算法

1.问题描述2.实现packagecom.platform.modules.alg.alglib.p933;importjava.util.Arrays;importjava.util.PriorityQueue;publicclassP933{publicstaticfinalintN=10;//记录最优解booleanbestx[]=newboolean[N];//辅助数组,用于存储排序后的重量和价值privateintw[]=newint[N];privateintv[]=newint[N];Goo

1.问题描述

Java怎么实现优先队列式广度优先搜索算法

2.实现

package com.platform.modules.alg.alglib.p933;
 
import java.util.Arrays;
import java.util.PriorityQueue;
 
public class P933 {
    public static final int N = 10;
    // 记录最优解
    boolean bestx[] = new boolean[N];
    // 辅助数组,用于存储排序后的重量和价值
    private int w[] = new int[N];
    private int v[] = new int[N];
    Goods goods[] = new Goods[N];
    Object S[] = new Object[N];
    // 用来记录最优解
    Integer bestp;
    // 为背包的最大容量
    int W;
    // 为物品的个数。
    int n;
    // 为所有物品的总重量。
    int sumw;
    // 为所有物品的总价值
    int sumv;
    public String output = "";
 
    public P933() {
        for (int i = 0; i < goods.length; i++) {
            goods[i] = new Goods();
        }
        for (int i = 0; i < S.length; i++) {
            S[i] = new Object();
        }
    }
 
    // 计算节点的上界
    double Bound(Node tnode) {
        // 已装入背包物品价值
        double maxvalue = tnode.cp;
        int t = tnode.id; // 排序后序号
        double left = tnode.rw; // 剩余容量
        while (t <= n && w[t] <= left) {
            maxvalue += v[t];
            left -= w[t++];
        }
        if (t <= n)
            maxvalue += ((double) (v[t])) / w[t] * left;
        return maxvalue;
    }
 
    public String cal(String input) {
 
 
        String[] line = input.split("\n");
        String[] words = line[0].split(" ");
        // 物品的个数和背包的容量
        n = Integer.parseInt(words[0]);
        W = Integer.parseInt(words[1]);
        bestp = 0; // 用来记录最优解
        sumw = 0; // sumw 为所有物品的总重量。
        sumv = 0; // sumv为所有物品的总价值
 
        words = line[1].split(" ");
        for (int i = 1; i <= words.length / 2; i++) { // 输入每个物品的重量和价值,用空格分开
            goods[i].weight = Integer.parseInt(words[2 * i - 2]);
            goods[i].value = Integer.parseInt(words[2 * i - 1]);
            sumw += goods[i].weight;
            sumv += goods[i].value;
            S[i - 1].id = i;
            S[i - 1].d = 1.0 * goods[i].value / goods[i].weight;
        }
        if (sumw <= W) {
            bestp = sumv;
            output = bestp.toString();
            return output;
        }
        Arrays.sort(S); // 按价值重量比非递增排序
        for (int i = 1; i <= n; i++) {//把排序后的数据传递给辅助数组
            w[i] = goods[S[i - 1].id].weight;
            v[i] = goods[S[i - 1].id].value;
        }
        priorbfs();//优先队列分支限界法
        output += bestp + "\n";
 
        for (int i = 1; i <= n; i++) { // 输出最优解
            if (bestx[i])
                output += S[i - 1].id + " "; // 输出原物品序号(排序前的)
        }
        return output;
    }
 
    // 优先队列式分支限界法
    int priorbfs() {
        // 当前处理的物品序号t,当前装入背包物品价值tcp,当前剩余容量trw
        int t, tcp, trw;
        double tup;  // 当前价值上界 tup
        PriorityQueue q = new PriorityQueue<>(); // 优先队列
 
        q.add(new Node(0, sumv, W, 1)); // 初始化,根结点加入优先队列
        while (!q.isEmpty()) {
            // 定义三个结点型变量
            Node livenode;
            Node lchild = new Node();
            Node rchild = new Node();
            livenode = q.peek(); // 取出队头元素作为当前扩展结点 livenode
            q.poll(); // 队头元素出队
            t = livenode.id; // 当前处理的物品序号
            // 搜到最后一个物品的时候不需要往下搜索。
            // 如果当前的背包没有剩余容量(已经装满)了,不再扩展。
            if (t > n || livenode.rw == 0) {
                if (livenode.cp >= bestp) { // 更新最优解和最优值
                    for (int i = 1; i <= n; i++)
                        bestx[i] = livenode.x[i];
                    bestp = livenode.cp;
                }
                continue;
            }
            if (livenode.up < bestp)//如果不满足不再扩展
                continue;
            tcp = livenode.cp; //当前背包中的价值
            trw = livenode.rw; //背包剩余容量
            if (trw >= w[t]) { //扩展左孩子,满足约束条件,可以放入背包
                lchild.cp = tcp + v[t];
                lchild.rw = trw - w[t];
                lchild.id = t + 1;
                tup = Bound(lchild); //计算左孩子上界
                lchild = new Node(lchild.cp, tup, lchild.rw, lchild.id);
                for (int i = 1; i <= n; i++)//复制以前的解向量
                    lchild.x[i] = livenode.x[i];
                lchild.x[t] = true;
                if (lchild.cp > bestp)//比最优值大才更新
                    bestp = lchild.cp;
                q.add(lchild);//左孩子入队
            }
            rchild.cp = tcp;
            rchild.rw = trw;
            rchild.id = t + 1;
            tup = Bound(rchild);//计算右孩子上界
            if (tup >= bestp) {//扩展右孩子,满足限界条件,不放入
                rchild = new Node(tcp, tup, trw, t + 1);
                for (int i = 1; i <= n; i++)//复制以前的解向量
                    rchild.x[i] = livenode.x[i];
                rchild.x[t] = false;
                q.add(rchild);//右孩子入队
            }
        }
        return bestp;//返回最优值。
    }
}
 
// 定义结点。每个节点来记录当前的解。
class Node implements Comparable {
    int cp; // cp 为当前装入背包的物品总价值
    double up; // 价值上界
    int rw; //  剩余容量
    int id; // 物品号
    boolean x[] = new boolean[P933.N]; // 解向量
 
    Node() {
    }
 
    Node(int _cp, double _up, int _rw, int _id) {
        cp = _cp;
        up = _up;
        rw = _rw;
        id = _id;
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Node o) {
        return (this.up - o.up) > 0 ? 1 : -1;
    }
}
 
// 物品
class Goods {
    int weight; // 重量
    int value; // 价值
}
 
// 辅助物品结构体,用于按单位重量价值(价值/重量比)排序
class Object implements Comparable {
    int id; // 序号
    double d; // 单位重量价值
 
 
    @Override
    public int compareTo(java.lang.Object o) {
        return this.d > ((Object) o).d ? -1 : 1;
    }
}

3.测试

Java怎么实现优先队列式广度优先搜索算法

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
编程开发
相关文章 更多
C++动态数组初始化怎么写?常用语句与代码示例
C++动态数组初始化怎么写?常用语句与代码示例

深入解析C++中动态数组的初始化机制,涵盖new操作符的不同用法、基本类型与类对象的初始化差异,以及为何在现代C++开发中应优先使用std::vector。

谷歌浏览器Mac版入口
谷歌浏览器Mac版入口

谷歌浏览器Mac版官方安装指南 谷歌浏览器Mac版官方安装入口是https://www.google.com/chrome/,需macOS 12+系统、500MB空间,下载.dmg后拖入应用程序安装,支持多设备同步、性能优化与隐私保护功能。 苹果电脑Chrome的安装入口究竟在哪里?这个问题最近可是

Chrome浏览器JS脚本不运行怎么办
Chrome浏览器JS脚本不运行怎么办

Chrome中JavaScript未执行需依次检查:一、移除站点级禁用并添加允许域名;二、开启全局JavaScript开关;三、禁用干扰扩展;四、在开发者工具中启用JavaScript;五、重置内容设置为默认。 有时在Chrome里打开网页,会发现交互按钮点了没反应,数据加载不出来,页面仿佛“静止”

IE浏览器怀旧版在线网址
IE浏览器怀旧版在线网址

IE浏览器怀旧版在线网址:一次精准的技术时光回溯 最近,不少老用户和怀旧爱好者在反复搜索一个问题:那个经典的Internet Explorer,如今还能在哪里原汁原味地体验到?答案指向一个特定的地址:https://ie.microsoft.com/legacy/。 这个网站远不止是一个简单的“皮肤

火狐浏览器有哪些设置功能
火狐浏览器有哪些设置功能

火狐浏览器五大核心设置功能:解锁高效、安全与个性化体验 火狐浏览器功能强大,但如果不仔细挖掘,很多能大幅提升效率和安全性的设置可能就“藏着掖着”了。这就好比拥有一台高性能设备,却只用了基础模式。那么,如何把它调整到最顺手、最安全的状态?接下来,我们就聚焦于当前版本(截至2025年末)最关键的五大设置

chrome搜索免验证入口
chrome搜索免验证入口

Chrome官方免验证入口为https://www.google.cn/chrome/,提供全平台安装包、免登录即用、本地化安全机制及引擎级性能优化。 到底该去哪里找正版、免费且无需繁琐验证的Chrome浏览器入口?这个问题困扰了不少网友。今天,我们就来直通核心,为大家详细拆解Chrome引擎的官方

java heap space 选型思路:使用场景与区别整理
java heap space 选型思路:使用场景与区别整理

Java堆是JVM存储对象的核心内存区域,配置需结合场景:单体应用适中设置;大数据处理需大堆并关注GC停顿;微服务强调快速启动;高并发需精细划分堆区域。关键参数-Xms和-Xmx建议等值以稳定性能。垃圾回收器选择影响效率,如G1适用于大堆,ZGC可实现低停顿。内存错误时需监控堆状态。

java heap space 使用中遇到的问题怎么解决
java heap space 使用中遇到的问题怎么解决

Java堆内存溢出错误通常因内存泄漏、数据处理需求过大或JVM参数配置不当引起。排查时可借助jmap、堆转储及MAT等工具定位问题。解决方案包括调整JVM内存参数(如-Xmx)、修复代码中的内存泄漏、优化大数据处理逻辑,并建立持续监控与预防机制,以保障应用稳定运行。

java xml 选型思路:使用场景与区别整理
java xml 选型思路:使用场景与区别整理

XML在Java开发中用于配置、数据交换等场景。解析方式主要有DOM、SAX、StAX及第三方库。DOM适合操作小文件,SAX/StAX适合处理大文件流,JAXB用于对象与XML映射。选型需结合数据大小、内存、性能及团队熟悉度,现代框架常封装底层解析。

using namespace 使用中遇到的问题怎么解决
using namespace 使用中遇到的问题怎么解决

命名空间的基本概念与常见引入问题在C++等编程语言中,命名空间(namespace)是一种将代码标识符(如变量、函数、类名)封装在特定名称下的机制,其主要目的是避免命名冲突,尤其是在大型项目或使用多个第三方库时。使用“using namespace”指令可以将指定命名空间中的所有名称引入当前作用域,

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。