**贪心算法**(Greedy Algorithm)是一种通过局部最优选择来构建全局最优解的算法设计
策略。其核心思想是在每一步选择中,总是做出当前状态下最好的选择,而不考虑未来的可
能性。虽然贪心算法能为某些问题提供快速的解决方案,但它并不适用于所有问题,因为它
可能无法得到全局最优解。
### 一、贪心算法的基本特点
- **局部最优选择**:在每一步中,贪心算法都选择当前看起来最好的解,而不考虑后续的
步骤或全局的最佳解。
- **无后效性**:每一步的选择不会影响其他步骤的选择。也就是说,选择过的元素不会再
被回头修改。
- **全局最优性**:并不是所有的贪心算法都能保证找到全局最优解,但对于某些问题,贪
心算法可以找到全局最优解。
### 二、贪心算法的应用场景
贪心算法特别适合以下类型的问题:
1. **最短路径问题**:例如 Dijkstra 算法,计算图中从某个节点到其他节点的最短路径。
2. **最小生成树问题**:例如 Kruskal 算法和 Prim 算法,用于构建包含所有节点的无环连
通子图,使得边的权重之和最小。
3. **背包问题(0/1 背包)**:尽管 0/1 背包问题是 NP 完全问题,但贪心算法可以解决一
些变种,如分数背包问题。
4. **活动选择问题**:选择一个最大数量的互不冲突的活动。
### 三、贪心算法的步骤
1. **初始化**:选择一个初始状态。
2. **选择**:在当前状态下,选择一个局部最优解。
3. **约束**:更新当前状态,选择局部最优解后,进行约束处理。
4. **终止条件**:判断是否达到终止条件,若是,则返回解。
### 四、贪心算法的入门案例:活动选择问题
**问题描述**:
给定一组活动的开始时间和结束时间,我们需要从中选择一个最多的互不重叠的活动集合,
使得每个活动都可以独立执行。
例如,给定活动:
| 活动编号 | 开始时间 | 结束时间 |
|:--------:|:--------:|:--------:|
| A | 1 | 4 |
| B | 3 | 5 |
| C | 0 | 6 |
| D | 5 | 7 |