動態規劃流水作業問題



n個作業{0,1,2,…,n}在2臺機器上M1和M2組成的流水線上完成加工。每個作業加工的順序都是先在M1上加工,后在M2上加工。在兩臺機器上加工的時間分別為ai和bi。
  目標:確定這n個作業的加工順序,使得從第一臺作業開始加工,到最后一個作業完成加工所需要的時間最少。

分析:

本題雖然用的是動態規劃,但是與其他題目不同,這道題目牽扯到一個新的知識點:



  這道題,剛好把在M1上工作的時間看做是先行工序時間,M2上的工作時間看成后行工序時間。
  如果某個作業的M1時間>M2時間,它就是后行工序;反之,就是先行工序時間。
  這個基本原理來解流水作業問題,很簡單,很巧妙。程序中用到了結構體,也是為了程序的簡化,避免出現太多數組。

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<algorithm> 
#define n 6     //6個作業
using namespace std;

int M1[n]={2,7,6,4,6,8};
int M2[n]={5,3,2,7,9,2};
int c[n]={0};    //存放次序,注意:c[m]=k,意思是第m+1個執行的作業是k

typedef struct Node{
    int time;    //時間
    int index;   //來自第幾個作業
    int position;  //是先行工序還是后行工序 
}Node;
 
bool cmp(Node x,Node y){
    return x.time<y.time;
}

int main(){
    Node node[n];   //設置n個Node型結構體,盛放n個作業
    int first=0,end=n-1; 
    int time1=0,time2=0; //分別記錄在機器1 和 機器2 上的時間 
    
    for(int i=0;i<n;i++){  // 數組打底工作       
        node[i].index=i;    //記錄一下當前這個node節點放的是哪個作業 
        if(M1[i]>M2[i]){
            node[i].time=M2[i];
            node[i].position=2;    //后行工序 
        }
        else{
            node[i].time=M1[i];
            node[i].position=1;    //先行工序 
        }
    }
    
    //雖然把n個作業都賦值到了Node型結構體中,
    //但是大小交錯,沒有順序, 
    //所以需要排序 
    sort(node,node+n,cmp);
    //排完序后,把原本順序都亂了,先行、后行工作雖然交錯,但都已經從小到大排列了
    //需要用c數組記錄執行順序,先行工序從前往后放,后行工序從后往前放
    
    for(int i=0;i<n;i++){
        if(node[i].position==1){   //先序 
            c[first]=node[i].index;
            first++;
        } 
        if(node[i].position==2){    //后序 
            c[end]=node[i].index;
            end --;
        }
    }
    
    time1=M1[c[0]];
    time2=time1+M2[c[0]];   
    for(int i=1;i<n;i++){
        time1+=M1[c[i]];
        time2=time1>time2?time1+M2[c[i]]:time2+M2[c[i]];
    }
    printf("次序:\n");
    for(int i=0;i<n;i++){
        printf("%3d",c[i]+1);
    } 
    putchar('\n');
    printf("%d\n",time2);       
    return 0;
} 
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