贪心算法

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贪心原理

贪心算法的核心就是一个字:贪。总是做出当前看来最优的选择,因此可知,贪心算法不从整体去考虑,它做出的选择也是局部最优选择,从而达到全局优化选择。我们只关注目前的利益,从而达到利益最大化,尽管贪心算法不一定能得到最优解,面对相当数量的一部分问题,我们是可以得到正确的答案的。

从问题的某一个初始解,一步步推论,保证每一步都是最为优化的,出发逐步逼近给定的目标,以尽可能快的地求得更好的解。

当接下来的任意一步都无法达到最优时,贪心算法结束。

贪心算法的弊病

不能保证求得的最后解是最佳的; 不能用来求最大或最小解问题; 只能求满足某些约束条件的可行解的范围。 下面给出一些例题。

电池的寿命

有很多电池,使用寿命有所不同,需要两个电池。譬如有的能使用 55 个小时,有的可能就只能使用 33 个小时,此时只能用 33 个小时,有一个电池剩下的电量无法使用,因为我们需要 22 枚电池同时使用。现在已知电池的数量和电池能够使用的时间,请你找一种方案使得使用时间尽可能的长。

那么我们来分析一下两种情况。

如果有一枚电池,电量比任何其他的电池之和都要大,很容易得到把其他电池用完就是最优解了。 如果不存在这枚电池,性感理解一下,就是把最大的电池拿出来,将其他的电池一点一点消耗到和这枚电池一样,然后全部用掉。 综上所述:

若存在大于总电量一半的电池,输出其余电池的总电量。 反之输出全部的电量。 这样只需要 O(n)O(n) 的输入后就可以得出答案,仅需判断并求和即可,没有难度

【深基12.例1】部分背包问题

这道题也是一个很简单的贪心。其实此题所谓的背包问题,看似需要使用动态规划,但是,所有金币都可以随意分割,那么显而易见的方法是:

性价比排列,从最高性价比一直往下拿,拿到拿不动或者拿光了为止,是不是很简单? 核心思想:能拿就全拿,拿不下能拿多少拿多少,贵的先拿。

货币使用问题

尽可能少用,那么我们就先拿面值最大的,依次往下走,最后拿光了即可。

区间调度问题

工作时间不能重叠,在可选工作中,每次都选取结束时间最早的作为选择,可以使工作量最大。

Dijkstra & Prim

迪杰斯特拉算法也是基于贪心的一种算法,其基本原理:

循环找到当前离当前节点最近的节点(贪心)。 注:可以用堆或者优先队列进行优化。

向下走,如果比之前标记过的最短路更短,就将这个节点进行标记(松弛)。 将整个图走一遍,无优化时间复杂度 O(n^2)。 每次都找最优,所以有局限,不能应对有负边的图。

题目选择

训练贪心算法,可以从以下的几个方面:

尝试着证明一道题贪心的正确性。 对于一道动规题目尝试举出贪心的反例。 尝试优化贪心,反悔贪心。 本次的题库依然按照难度排序,面向普及,按难度排序,适合由浅入深的同学,难度不超过紫,也会有橙题等适合入门的题目,可以循序渐进。

章节 1. 普通贪心

开放

题目 尝试 AC 难度
luogu#P1007   独木桥 4 3 10
luogu#P1031   [NOIP2002 提高组] 均分纸牌 7 3 10
luogu#P2695   骑士的工作 8 3 10
luogu#P5639   【CSGRound2】守序者的尊严 2 2 10
luogu#P1056   [NOIP2008 普及组] 排座椅 6 2 10
luogu#P1090   [NOIP2004 提高组] 合并果子 / [USACO06NOV] Fence Repair G 4 3 10
luogu#P1106   删数问题 10 3 10
luogu#P4779   【模板】单源最短路径(标准版) 3 2 10
luogu#P2240   【深基12.例1】部分背包问题 2 2 10
luogu#P2630   图像变换 4 2 10
luogu#P3915   树的分解 0 0 (无)
luogu#P5514   [MtOI2019] 永夜的报应 3 3 10
luogu#P1766   液体滴落 0 0 (无)
luogu#P2431   正妹吃月饼 4 0 10
luogu#P3619   魔法 2 2 10
luogu#P6155   修改 1 1 10
luogu#P1269   信号放大器 1 1 10
luogu#P1528   切蛋糕 0 0 (无)
luogu#P2127   序列排序 5 2 10
luogu#P2668   [NOIP2015 提高组] 斗地主 0 0 (无)
luogu#P1686   挑战 0 0 (无)
luogu#P2675   《瞿葩的数字游戏》T3-三角圣地 10 2 10
luogu#P3615   如厕计划 0 0 (无)

章节 2. 反悔贪心

开放

题目 尝试 AC 难度
luogu#P1792   [国家集训队] 种树 1 1 10
luogu#P4053   [JSOI2007] 建筑抢修 1 1 10
luogu#P2949   [USACO09OPEN] Work Scheduling G 0 0 (无)
luogu#P3620   [APIO/CTSC2007] 数据备份 0 0 (无)
codeforces#P436E   Cardboard Box 1 1 10
 
参加人数
4
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