这是NP-Hard还是存在已知的最优多项式时间解?

时间:2014-08-20 14:31:44

标签: algorithm complexity-theory

假设我们有10个项目,每项都有不同的费用

  

项目:{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}

     

费用:{2,5,1,1,5,1,1,3,4,10}

和3位客户

  

{A,B,C}。

每个客户都需要一组商品。他将购买套装中的所有物品或不购买。每个项目只有一个副本。 例如,如果

  

A需要{1,2,4},赚取的总金额= 2 + 5 + 1 = 8

     

B需要{2,5,10,3},赚取的总金额= 5 + 5 + 10 + 1 = 21

     

C需要{3,6,7,8,9},赚取的总金额= 1 + 1 + 1 + 3 + 4 = 10

因此,如果我们出售他的物品,B不会从我们这里购买,因为我们不再拥有第2项物品。我们希望赚到最多的钱。通过出售B,我们无法卖给A和C. 因此,如果我们卖出A和C,我们就会赚18美元。但只要卖B,我们就赚得更多,即21。

我们想到了一个位掩码解决方案,它按顺序呈指数级,但只适用于少量项目。和其他启发式解决方案给了我们非最佳答案。但经过多次尝试,我们无法真正提出任何快速优化解决方案。

我们想知道这是一个已知问题,还是类似于任何问题?或者这个问题是NP Hard,因此多项式最优解没有存在,我们正在努力实现一些不可能的事情?

此外,如果所有项目的成本相同,问题是否会改变?

非常感谢。

1 个答案:

答案 0 :(得分:6)

这是(加权)set packing problem,是卡普的21个原始NP难题之一。未加权的版本也是NP难的。如果您在实践中尝试有效地解决它,合理的方法是将以下整数程序公式(来自维基百科)提供给求解器。如果我们满足客户x_i = 1,请i,如果我们不满足客户x_i = 0,请i

maximize sum_{customers i} (profit from selling to i) * x_i
subject to
for all items j, sum_{customers i desiring j} x_i <= 1
for all customers i, x_i in {0, 1}