羽毛球队有男女运动员各n人。给定2 个n×n矩阵P和Q。P[i][j]是男运动员i和女运 动员j配对组成混合双打的男运动员竞赛优势;Q[i][j]是女运动员i和男运动员j配合的女运 动员竞赛优势。由于技术配合和心理状态等各种因素影响,P[i][j]不一定等于Q[j][i]。男运 动员i和女运动员j配对组成混合双打的男女双方竞赛优势为P[i][j]*Q[j][i]。 设计一个算法,计算男女运动员最佳配对法,使各组男女双方竞赛优势的总和达到最大。 【最佳运动员问题】是一个典型的组合优化问题,旨在最大化混合双打比赛中的整体竞赛优势。问题的核心在于找到男女运动员的最佳配对方式,使得所有配对的男女双方竞赛优势之和达到最大。 我们有两个矩阵P和Q,分别代表男性与女性运动员在混双比赛中的优势。P[i][j]表示男运动员i与女运动员j配合时,男运动员的优势,而Q[i][j]则表示女运动员i与男运动员j配合时,女运动员的优势。由于各种因素,P[i][j]并不一定等于Q[j][i],这反映了配对中可能存在不对称性。 问题的目标函数是每一对男女运动员的竞赛优势乘积之和,即P[i][j] * Q[j][i]。因此,我们需要找到一种方法,通过调整男女运动员的配对,来最大化这个总和。 算法采用了分支限界法(Branch and Bound)的优先队列实现,即MaxHeap。在这个算法中,每个HeapNode对象代表一个可能的配对方案,其`s`表示当前尚未分配的男运动员数量,`val`表示当前方案的总竞赛优势,而`r`数组记录了当前的配对情况。 算法的主要步骤如下: 1. 初始化一个空的最大堆heap,创建一个初始HeapNode E,其中所有男运动员未分配,总竞赛优势为0。 2. 在循环中,如果E已经分配了所有男运动员(E.s == n-1),则比较E的总优势与当前最佳总优势(best),如果E的更好,则更新最佳配对(bestr)和最佳总优势(best)。 3. 如果E尚未分配完所有男运动员,对于E中尚未分配的每个男运动员,创建一个新的HeapNode N,并尝试将该运动员与其他已分配的运动员进行配对,更新N的总优势,并将其放入堆中。 4. 当堆为空时,返回最佳总优势。 算法的运行截图展示了分支限界法在不断探索和剪枝的过程中,逐步接近最优解的过程。 算法的时间复杂度分析通常是基于操作的次数。在本算法中,每个HeapNode的创建、比较和插入操作都在堆中进行,这通常涉及到log(n)的时间复杂度。由于算法可能会对所有可能的配对进行探索,其时间复杂度可以视为O(n^2 * log(n)),这是因为有n!种可能的配对方式,而每次插入或删除操作的时间复杂度是O(log(n))。 最佳运动员问题是一个典型的组合优化问题,通过优先队列式的分支限界法求解,能够有效地寻找全局最优解,尽管其时间复杂度较高,但在给定的限制范围内(n≤20),该算法是可行的。
- zl0dusiwei2012-12-19挺有帮助,很感谢
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