贪心算法通过一系列选择来得到问题的解,所做的每个选择都是当前状态下局部最好选择,即贪心选择。
贪心算法并不从整体最优上加以考虑,所做的选择只是在某种意义上的局部选择,在一些情况下,即使贪心算法不能得到整体最优解,但其最终结果确实最优解的很好的近似解。
(1)贪心选择性质
贪心算法所做的选择可以依赖以往所做过的选择,但绝不依赖将来所做的选择,也不依赖子问题的解。
(2)最优子结构性质
当一个问题的最优解中包含了子问题的最优解时,则称该问题具有最优子结构特性。
(1)不能保证求得的最后解是最佳的;
(2)不能用来求最大或最小解问题;
(3)只能求满足某些约束条件的可行解的范围。
名称 | 同 | 异 |
贪心算法 | 都要求问题具有最优子结构性质 |
不依赖将来和子问题的解 自顶向下进行求解 具有贪心选择性质 |
动态规划算法 |
往往依赖相关子问题的解 自底向上进行求解 具有重叠子问题性质 |
【问题描述】 设有n个活动的集合E={1,2,…,n},其中每个活动都要求使用同一资源(如演讲会场等),而在同一时间内只有一个活动能使用这一资源。每个活动i都有一个要求使用该资源的起始时间si和结束时间fi,如果选择了活动i,则它在半开区间[si,fi)与区间[sj,fj)内占用资源。若区间[si,fi)与区间[sj,fj)不相交,则称活动i和j是相容的,也就是说,当si≥fj或sj≥fi时,活动i与活动j相容。
【算法设计】由于活动占用资源的时间没有限制,因此,选择最早结束时间作为贪心策略更加合理,目的是使剩余时间段最大化,以便安排尽可能多相容的活动。
【算法实现】
数组f中元素按结束时间非降序排列,若未按此序排列,可以用O(nlogn)做时间重排。
【问题描述】 设背包容量为C,n个物品,物品价值和重量为v[i],w[i]。物品可以只装一部分。
【算法设计】不存在0-1要求,先装单价最贵的,再装单价次贵的,依此贪心策略一直进行下去,直到背包装满。
【算法实现】 O(nlogn)
【问题描述】设有一轮船能装载的货物重量为C,有n个集装箱,重量为w[i],问怎样可以装尽可能多的集装箱。
【算法设计】先装最轻的,再装次轻的,依此贪心策略一直进行下去,直到轮船装满。
【算法实现】 O(nlogn)