这个问题NP难吗?

时间:2010-10-03 00:01:43

标签: algorithm optimization dynamic-programming traveling-salesman

我正在尝试为这个问题提出合理的算法:

假设你有一堆球。每个球至少有一种颜色,但也可以是多色的。每个球上都有一个数字。还有一堆盒子,每个盒子只有一种颜色。目标是最大化框中球的数字总和,唯一的规则是:

  • 为了将球放在盒子里,它 必须至少有盒子的颜色 在它上面
  • 你每个人只能放一个球 框。

例如,您可以将蓝色和绿色球放入蓝色框或绿色框中,但不能放入红色框中。

我已经提出了一些在运行时方面有很大帮助的优化。例如,您可以按点值的降序对球进行排序。然后,当你从最高数字到最低数字,如果球只有一种颜色,并且没有其他高点球包含那种颜色,你可以把它放在那个盒子里(从而从那个盒子中取出那个盒子和那个球)剩下的组合)。

我只是好奇是有这种类型的问题的某种动态算法,或者它只是伪装的旅行推销员问题。如果我知道最多有X种颜色会有用吗?任何帮助是极大的赞赏。谢谢!


编辑 - 这是一个简单的例子:

球:

  • 1个红球 - 5分
  • 1个蓝球 - 3分
  • 1个绿色/红色球 - 2分
  • 1个绿色/蓝色球 - 4分
  • 1个红色/蓝色球 - 1个点

箱:

  • 1 red
  • 1 blue
  • 1 green

最佳解决方案:

  • 红色框中的红球
  • 蓝色方框中的蓝色球
  • 绿色/蓝色球在绿色框中

2 个答案:

答案 0 :(得分:12)

这是maximum weight matching problem on a weighted bipartite graph的一个特例。构造一个左顶点对应于球的图形,其右顶点对应于方框,边缘连接球和一个具有权重V的方框,其中V是球上的数字,如果球可以放在方框中,否则为0 。添加额外的框或球,使用权重为零的边连接到另一边,直到每边都有相同数量的顶点。您要查找的分配由结果图中最大(总)重量匹配的非零权重边集确定。

分配算法可以在O(n ^ 3)时间内求解,其中n是使用Hungarian algorithm的球或盒数的最大值。 (顺便说一句,我应该做出免责声明,我只提到匈牙利算法,因为这是我碰巧熟悉的理论结果,它可能会回答标题中的问题,即原始问题是否是NP难的。我不知道是否是在实践中使用的最佳算法。)

答案 1 :(得分:0)

你试过一个贪婪的阿尔格吗? 按点/值排序,如果可能,放在框中。 如果有任何异常,我会错过ID,就像看到它们一样。