是否有标准算法来将重叠对象平衡到存储桶中?

时间:2015-06-26 23:04:19

标签: c# .net algorithm combinatorics

我有一堆用户,具有给定的开始和结束时间,例如:

{ Name = "Peter", StartTime = "10:30", EndTime = "11:00" },
{ Name = "Dana", StartTime = "11:00", EndTime = "12:30" },
{ Name = "Raymond", StartTime = "10:30", EndTime = "14:00" },
{ Name = "Egon", StartTime = "12:00", EndTime = "13:00" },
{ Name = "Winston", StartTime = "10:00", EndTime = "12:00" }

我想根据它们重叠的时间将它们放入桶中(基于可配置的阈值,例如,它们需要重叠至少半小时)。我希望水桶最好是4个项目,但2-5的任何范围都是可以接受的。

在上面的示例中,没有4个人匹配,所以我有3个桶(Peter,Raymond,Winston)和2个(Dana,Egon)中的一个。

我已经制作了一个似乎依赖于机会而不是科学的算法原型:

  1. 按StartTime订购列表
  2. 创建一个空桶
  3. 从列表中选择第一个用户
  4. 针对存储桶中的所有用户检查该用户
  5. 如果该用户与存储桶中的所有人重叠,请将该人员放入其中并将其从列表中删除
  6. 如果铲斗具有理想尺寸(4)或者如果我循环并且检查同一个用户超过三次,请关闭铲斗并创建一个新的空的
  7. 这适用于前几个桶,但是只有2个人才能更好地结合使用。

    我可以更改算法以从列表中删除所有理想的存储桶并重新洗牌并尝试更多,但我觉得这应该是一个常见的问题 - 它就像工作人员的轮班分配,或者knapsack problem

    有没有人知道这类问题的标准算法?

    (Tagged组合学,因为我认为这是适用的数学领域,如果错误,请纠正我)

3 个答案:

答案 0 :(得分:2)

tl; dr: win的动态编程(O(sort(n))时间。)

首先,请注意在开始时间顺序中连续分段是正常的。

命题(碎片整理):a, b, c, d成为与StartTime(a) ≤ StartTime(b) ≤ StartTime(c) ≤ StartTime(d)不同的用户。如果XY是有效的存储分区,a, c ∈ Xb, d ∈ Y,那么X - {c} ∪ {b}Y - {a} ∪ {d}也是有效的存储区。

我只知道如何通过繁琐的案例分析(省略)来证明这一点。

结果是,你可以假装你将段落分成几行,其中“段落”是开始时间顺序的用户列表,每个“行”都是一个桶。由于Knuth和Plass的最佳线断开,存在一种算法,其中给定线的罚分或多或少是任意函数。例如,您可以制作4个成本0的桶,3个成本1的桶,2个成本2的桶和1个成本100的桶。

答案 1 :(得分:1)

根据你的问题,我可能会做一些事情,比如先做一个名为" Person"这样的东西。给这个类属性"名称","开始时间"和"结束时间"。

class Person
{
     public string name;
     public double start_time;
     public double end_time;
}

然后将它们放入Person类型的有序列表中。 (此外,我目前将时间存储为双倍。您可以将它们转换回时间,只需将我所拥有的时间的任何小数部分乘以60/100即可。

后记,您可以根据需要列出可以添加新Buckets的Buckets列表。然后,您可以根据您定义的阈值对列表进行排序,如果要比较的两个对象基于该阈值重叠,那么这两个对象都会进入该Bucket。如果它们没有重叠,则移动到下一个Bucket,如果有重叠,则将其添加到该Bucket等,直到您到达最后一个Bucket。如果你已经完成所有Buckets并且仍然没有重叠,那么为该对象创建一个新的Bucket。

class MainFunc
{    
    static void Main(string[] args)
    {    

         //makes a function to check if 2 values overlap over a threshold
         //st stands for start time and et stands for end time

         public bool IsWithinThreshold(double st1, double st2, double et1, double et2)
         {
             double threshold = .5;
             if(st1 >= et2 || st2 >= et1)
             {
                 return false
             }
             else
             {
                 if(st1+threshold <= et2 && st1+threshold <= et1 || st2+threshold <= et1 && st2+threshold <=et2)
                 {
                     return true;
                 }
                 else
                 {
                     return false;
                 }
             }
         }           
        // makes objects of type Person with attributes of name, start time, and end time

        Person Peter = new Person();
        Peter.name = "Peter"
        Peter.start_time = 10.5
        Peter.end_time = 11.0

        Person Dana = new Person();
        Dana.name = "Dana"
        Peter.start_time = 11.0
        Peter.end_time = 12.5

        Person Raymond = new Person();
        Raymond.name = "Raymond"
        Raymond.start_time = 10.5
        Raymond.end_time = 14.0

        Person Egon = new Person();
        Egon.name = "Egon"
        Egon.start_time = 12.0
        Egon.end_time = 13.0

        Person Winston = new Person();
        Winston.name = "Winston"
        Winston.start_time = 10.0
        Winston.end_time = 12.0

        //puts objects of type Person into an unordered list

        List<Person> people = new List<Person>();
        people.Add(Peter);
        people.Add(Dana);
        people.Add(Raymond);
        people.Add(Egon);
        people.Add(Winston);

        //sets up a list of lists of People (Buckets in our case)

        List<List<Person>> Buckets = new List<List<Person>>;

        //sets up an intial Bucket and adds the first person on the list to it

        List<Person> Bucketinitial = new List<Person>;
        Bucketinitial.add(people[0]);


        for(var i = 1; i < people.Count; i++)
        {
            for(var j = 0; j< Buckets.count; j++)
            {
                //sets a checker to make sure that all objects in a given Bucket overlap with the person we are checking

                bool overlap = true;

                for(var k = 0; k< Buckets[k].count; k++)
                {
                overlap = overlap & IsWithinThreshold(people[i].start_time,Buckets[j][k].start_time,people[i].end_time,Buckets[j][k].end_time)
                }

                if (overlap == true)
                {
                    Buckets[j].add(people[i])
                }

                //if all the objects in a bucket don't overlap with the person...
                //... make a new Bucket with that person
                else
                {
                    List<Person> NewBucket = new List<Person>;
                    NewBucket.add(people[i]);
                    Buckets.add(NewBucket);
                }
            }
        }
    }
}

然后只需添加一个打印命令即可打印出每个存储桶列表中每个对象的名称属性。如果您有任何问题/疑虑,请发表评论,欢呼。

答案 2 :(得分:1)

您可以修改算法以合并间隔树以加快搜索速度

  1. 按StartTime订购列表
  2. 将项目添加到间隔树
  3. 创建一个空桶
  4. 从列表中选择第一项
  5. 使用间隔树的间隔搜索在第一个项目的阈值时间内找到最早填充存储桶的项目
  6. 从列表
  7. 中删除分段项目
  8. 如果列表为空则停止,否则转到步骤4
  9. 基本上,您在间隔步骤中从左向右移动(由您的可配置阈值给出),使用间隔树在您移动时快速查询最近的项目。