论文导读:装箱问题要求把一个给定了大小的物件序列装入一些容量为1的箱子,使得所用箱子数目尽可能少。本文主要研究的是装箱问题的一类衍生问题——染色装箱问题。
关键词:装箱问题,染色装箱,近似算法
一、引言
装箱问题要求把一个给定了大小的物件序列装入一些容量为1的箱子,使得所用箱子数目尽可能少。近一个多世纪以来,装箱问题已经在实际生产、生活中显示出重要的应用价值,故装箱问题已经广泛的为人们所研究,随着对装箱问题的更深的研究,其一系列衍生问题也逐步出现并被关注和加以探究。免费论文。本文主要研究的是装箱问题的一类衍生问题——染色装箱问题。
染色装箱问题是指:任意给定一个物件序列L = ( , ,…, )。每个物件的大小 ∈(0,1],其中 =1,2,…,n,每个物件有一个颜色 ∈N,此处有一些容量为1的箱子。染色装箱问题要求给出一种方案,把物件 , ,…, 全部放入上述容量为1的某些箱子中,且每个箱子中所装物件颜色必须相同,使得所用箱子数目最少。免费论文。
二、染色装箱问题的一个近似算法
设 为装箱问题的一个α-近似算法,我们来构造染色装箱问题的一个近似算法 。
算法 :
输入:L = ( , ,…, )及每个物件的大小 (0,1], =1,2,…, .每个物件的颜色 N。
输出:需要的箱子数目 .
step 1: 把物件按颜色分类为:第1类,第2类,…,第 类,并设第 类有 个物件, =1,2,…, .则 = .
step 2:对第 类的 个物件调用一次算法 ,得到的箱子数目分别为 , =1,2,…, .
step 3:输出 =
定理1 设 为装箱问题的一个 —近似算法,则算法 是染色装箱问题的一个 —近似算法。
证明 设算法 的输出值为 ,其问题的最优值为OPT。每一次循环中调用算法 ,则对于第 类的 个物件的输出值为 ,最优值为 。免费论文。于是我们得到  ,( 1), =1,2,… .由于每个箱子中必须放相同颜色的物件,因而
= , =
所以
 =
因此算法 是染色装箱问题的一个 -近似算法。
定理2 CF算法是一维装箱问题的一个 –近似算法。
推论 在算法 中,如果对每种颜色调用的算法为CF算法,那么算法 是染色装箱问题的一个 –近似算法。
由于算法 的时间复杂度为 ,所以算法 的时间复杂度为
( )= ( )=
参考文献
[1] ASSMAN S B,JOHNSON D S, KLEITMAN D J, etal. On the dual of the one-dimensional bin packingproblem [J]. J. Algorithms, 1984, 5: 502-525.
[2] 孙春玲.染色装箱问题及其启发式算法.云南大学学报(自然科学版),第14卷第4期 2005年10月.
[3] 帅天平,王海明.箱子是在线到达的变尺寸带核装箱问题[J].应用数学学报,2004,27(3):423~429.
|