问题描述:
给定n个作业,集合J=(J1,J2,J3)。每一个作业Ji都有两项任务分别在2台机器上完成。每个作业必须先有机器1处理,然后再由机器2处理。作业Ji需要机器j的处理时间为tji。对于一个确定的作业调度,设Fji是作业i在机器j上完成处理时间。则所有作业在机器2上完成处理时间和f=F2i,称为该作业调度的完成时间和。
简单描述:
对于给定的n个作业,指定最佳作业调度方案,使其完成时间和达到最小。
算法设计:
从n个作业中找出有最小完成时间和的作业调度,所以批处理作业调度问题的解空间是一棵排列树。
类Flowshop的数据成员记录解空间的结点信息,M输入作业时间,bestf记录当前最小完成时间和,bestx记录相应的当前最佳作业调度。
在递归函数Backtrack中,
当i>n时,算法搜索至叶子结点,得到一个新的作业调度方案。此时算法适时更新当前最优值和相应的当前最佳调度。
当i<n时,当前扩展结点在i-1层,以深度优先方式,递归的对相应子树进行搜索,对不满足上界约束的结点,则剪去相应的子树。
算法描述:
class Flowshop {friend Flow(int * *,int,int[]); private:void Backtrack(int i);int * * M,* x,* bestx,* f2,f1,f,bestf,n; }; void Flowshop::Backtrack(int i) {if(i>n){for(int j=1;j<=n;j++)bestx[j] = x[j];bestf = f;}else{for(int j=i;j<=n;j++){f1+=M[x[j]][i];f2=((f2[i-1]>f1)?f2[i-1]:f1)+M[x[j]][2];f+=f2[i];if(f<bestf){Swap(x[i],x[j]);Backtrack(i+1);Swap(x[i],x[j]);}f1 -= M[x[j]][1];f -= f2[i];}} } int Flow(int * * M,int n,int bestx[]) {int ub = INT_AMX;Flowshop X;X.x = new int [n+1];X.f2 = new int [n+1];X.M = M;X.n = n;X.bestf = ub;X.bestx = bestx;X.f1 = 0;X.f = 0;for(int i=0;i<=n;i++){X.f2[i] = 0;X.x[i] i;}X.Backtrack(1);delete [] X x;delete [] X f2;return X.bestf; }
实例代码:
#include <iostream> using namespace std; #define MAX 200 int* x1;//作业Ji在机器1上的工作时间; int* x2;//作业Ji在机器2上的工作时间;int number=0;//作业的数目;int* xOrder;//作业顺序; int* bestOrder;//最优的作业顺序;int bestValue=MAX;//最优的时间; int xValue=0;//当前完成用的时间; int f1=0;//机器1完成的处理时间; int* f2;//第i阶段机器2完成的时间;void BackTrace(int k) {if (k>number){for (int i=1;i<=number;i++){bestOrder[i]=xOrder[i];}bestValue=xValue;}else{for (int i=k;i<=number;i++){f1+=x1[xOrder[i]];f2[k]=(f2[k-1]>f1?f2[k-1]:f1)+x2[xOrder[i]];xValue+=f2[k];swap(xOrder[i],xOrder[k]);if (xValue<bestValue){BackTrace(k+1);}swap(xOrder[i],xOrder[k]);xValue-=f2[k];f1-=x1[xOrder[i]];}} } int main() {cout<<"请输入作业数目:";cin>>number;x1=new int[number+1];x2=new int[number+1];xOrder=new int[number+1];bestOrder=new int[number+1];f2=new int[number+1];x1[0]=0;x2[0]=0;xOrder[0]=0;bestOrder[0]=0;f2[0]=0;cout<<"请输入每个作业在机器1上所用的时间:"<<endl;for (int i=1;i<=number;i++){cout<<"第"<<i<<"个作业=";cin>>x1[i];}cout<<"请输入每个作业在机器2上所用的时间:"<<endl;for (i=1;i<=number;i++){cout<<"第"<<i<<"个作业=";cin>>x2[i];}for (i=1;i<=number;i++){xOrder[i]=i;}BackTrace(1);cout<<"最节省的时间为:"<<bestValue;cout<<endl;cout<<"对应的方案为:";for (i=1;i<=number;i++){cout<<bestOrder[i]<<" ";}return 0; }