C++ 中将木板切割成正方形的最小成本


概念

假设给定一块长为 p、宽为 q 的木板,我们需要将其切割成 p*q 个正方形,使得切割成本最小。对于这块木板,每条边的切割成本将被给出。简而言之,我们需要选择一个切割序列,使得成本最小化。

示例

 

关于上述木板,将其切割成正方形的最佳方式是:

上述情况下的总最小成本为 65。它是通过实现以下步骤计算得出的。

Initial Value : Total_cost = 0
Total_cost = Total_cost + edge_cost * total_pieces
Cost 5 Horizontal cut Cost = 0 + 5*1 = 5
Cost 5 Vertical cut Cost = 5 + 5*2 = 15
Cost 4 Vertical cut Cost = 15 + 4*2 = 23
Cost 3 Horizontal cut Cost = 23 + 3*3 = 32
Cost 3 Vertical cut Cost = 32 + 3*3 = 41
Cost 2 Horizontal cut Cost = 41 + 2*4 = 49
Cost 2 Vertical cut Cost = 49 + 2*4 = 57
Cost 2 Vertical cut Cost = 57 + 2*4 = 65

方法

这种类型的问题可以通过实现贪婪算法来解决。如果总成本用 S 表示,则 S = b1x1 + b2x2 … + bkxk,其中 xi 表示某条边切割的成本,bi 是相应的系数,系数 bi 由我们在切割过程结束时通过边 xi 完成的切割总数决定。

我们应该注意到系数的总和始终是常数,因此我们希望计算出可获得的 bi 分布,使得 S 最小。为此,我们尽快在最大成本边上进行切割,这将达到最佳的 S。如果我们遇到几条具有相同成本的边,我们可以先移除或切割其中任何一条。

C++ 程序

以下是实现上述方法的解决方案,我们首先按降序对边切割成本进行排序,然后从较高成本到较低成本循环遍历它们,构建我们的解决方案。每次我们选择一条边,对应的计数都会增加 1,这将每次乘以相应的边切割成本。

示例

实时演示

// C++ program to divide a board into p*q squares
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int minimumCostOfBreaking(int X1[], int Y1[], int p, int q){
   int res1 = 0;
   sort(X1, X1 + p, greater<int>());
   sort(Y1, Y1 + q, greater<int>());
   int hzntl = 1, vert = 1;
   int i = 0, j = 0;
   while (i < p && j < q){
      if (X1[i] > Y1[j]){
         res1 += X1[i] * vert;
         hzntl++;
         i++;
      }
      else{
         res1 += Y1[j] * hzntl;
         vert++;
         j++;
      }
   }
   int total = 0;
   while (i < p)
      total += X1[i++];
   res1 += total * vert;
   total = 0;
   while (j < q)
      total += Y1[j++];
   res1 += total * hzntl;
   return res1;
}
int main(){
   int p = 6, q = 4;
   int X1[p-1] = {3, 2, 4, 2, 5};
   int Y1[q-1] = {5, 2, 3};
   cout << minimumCostOfBreaking(X1, Y1, p-1, q-1);
   return 0;
}

输出

65

更新于: 2020-07-23

288 次浏览

开启您的 职业生涯

通过完成课程获得认证

开始
广告