最小化数组的相邻项中的函数

时间:2008-11-22 02:51:07

标签: arrays algorithm language-agnostic permutation mathematical-optimization

我有一个数组(arr)元素和一个函数(f),它接受2个元素并返回一个数字。

我需要对数组进行排列,以使f(arr[i], arr[i+1])i中的每个arr尽可能少。 (它应循环,即它也应该最小化f(arr[arr.length - 1], arr[0])

此外,f有点像距离,所以f(a,b) == f(b,a)

如果效率太低,我不需要最佳解决方案,但由于我需要实时计算它们(我不知道arr的长度,因此效果很好而且速度很快是的,但我认为这可能是30岁左右的事情。

4 个答案:

答案 0 :(得分:6)

对于arr中的每个i,f(arr [i],arr [i + 1])尽可能少“是什么意思?”你想要最小化总和吗?你想最大限度地减少那些最大的?你想首先最小化f(arr [0],arr [1]),然后在所有最小化这个的解决方案中,选择最小化f(arr [1],arr [2])等的那个,等等上?

如果你想最大限度地减少总和,那么完全旅行商问题就完全具有普遍性(好吧,“公制TSP”,也许,如果你的f确实如此)形成一个指标)。对天真的解决方案进行了巧妙的优化,这将为您提供准确的最优解,并在合理的时间内运行大约n = 30;你可以使用其中一种,或者一种能给你近似的启发式算法。

如果你想最小化最大,这是一个更简单的问题,虽然仍然是NP难:你可以在答案上进行二元搜索;对于特定值d,绘制具有f(x,y)的对的边

如果你想最小化它 lexiocographically ,它是微不足道的:选择具有最短距离的对并将其设为arr [0],arr [1],然后选择arr [ 2]最接近arr [1],依此类推。

根据f(,)s的来源,这可能比TSP更容易解决问题;你也可以提到它。

答案 1 :(得分:2)

你还不完全清楚你在优化什么 - f(a [i],a [i + 1])值的总和,它们的最大值或其他什么?

无论如何,由于你的速度限制,贪婪可能是你最好的选择 - 选择一个元素来制作[0](由于环绕而无关紧要),然后选择每个连续的元素a [i + 1]是最小化f(a [i],a [i + 1])的那个。

那将是O(n ^ 2),但有30个项目,除非这是在内循环或什么会好的。如果你的f()确实是关联的和可交换的,那么你可以在O(n log n)中完成它。通过减少排序显然没有更快。

答案 2 :(得分:0)

我不认为问题在这种形式中有明确的定义:

让我们改为定义n fcns g_i:Perms - >实数

g_i(p) = f(a^p[i], a^p[i+1]), and wrap around when i+1 > n

要说你想在所有排列中最小化 f ,实际上意味着你可以选择 i 的值,并在所有排列上最小化 g_i ,但是对于最小化 g_i 的任何 p ,相关但不同的 permatation最小化 g_j (只是使排列共轭)。因此,对于每个 i 而言,最小化f的排列是没有意义的。

答案 3 :(得分:0)

除非我们对f(x,y)的结构有更多了解,否则这是一个NP难问题。给定图G和任何顶点x,y如果没有边,则f(x,y)为1,如果有边,则为0。问题是要求顶点的排序,以使最大f(arr [i],arr [i + 1])值最小化。因为对于这个函数,它只能是0或1,返回0相当于在G中找到哈密顿路径,1表示不存在这样的路径。

该函数必须具有某种结构,不允许这个例子使它易于处理。