问答题
阅读下列说明和C代码,将应填入空白处的语句补充完整。
[说明]
设某一机器由n个部件组成,每一个部件都可以从m个不同的供应商处购得。供应商j供应的部件i具有重量W
ij
和价格C
ij
。设计一个算法,求解总价格不超过上限cc的最小重量的机器组成。
采用回溯法来求解该问题。
首先定义解空间。解空间由长度为n的向量组成,其中每个分量取值来自集合{1,2,…,m},将解空间用树形结构表示。
接着从根节点开始,以深度优先的方式搜索整个解空间。从根节点开始,根节点成为活节点,同时也成为当前的扩展节点。向纵深方向考虑第1个部件从第1个供应商处购买,得到一个新节点。判断当前的机器价格(C
11
)是否超过上限(cc),重量(W
11
)是否比当前已知的解(最小重量)大,若是,应回溯至最近的一个活节点;若否,则该新节点成为活节点,同时也成为当前的扩展节点,根节点不再是扩展节点。继续向纵深方向考虑第2个部件从第1个供应商处购买,得到一个新节点。同样判断当前的机器价格(C
11
+C
21
)是否超过上限(cc),重量(W
11
+W
21
)是否比当前已知的解(最小重量)大。若是,应回溯至最近的一个活节点;若否,则该新节点成为活节点,同时也成为当前的扩展节点,原来的节点不再是扩展节点。以这种方式递归地在解空间中搜索,直到找到所要求的解或者解空间中已无活节点为止。
下面是该算法的C语言实现。
(1)变量说明
n:机器的部件数
m:供应商数
cc:价格上限
w[][]:二维数组,w[i][j]表示第j个供应商供应的第i个部件的重量
c[][]:二维数组,c[i][j]表示第j个供应商供应的第i个部件的价格
bestW:满足价格上限约束条件的最小机器重量
bestC:最小重量机器的价格
bestX[]:最优解,一维数组,bestX[i]表示第i个部件来自哪个供应商
cw:搜索过程中机器的重量
cp:搜索过程中机器的价格
x[]:搜索过程中产生的解,x[i]表示第i个部件来自哪个供应商
i:当前考虑的部件,从0到n-1
j:循环变量
(2)函数backtrack
int n=3;
int m=3;
int cc=4;
int w[3][3]={{1, 2, 3}, {3, 2, 1}, {2, 2, 2}};
int c[3][3]={{1, 2, 3}, {3, 2, 1}, {2, 2, 2}};
int bestW=8;
int bestC=0;
int bestX[3]={0, 0, 0};
int cw=0;
int cp=0;
int X[3]={0, 0, 0};
int backtrack(int i){
int j=0;
int found=0;
if(i>n-1){ /*得到问题解*/
bestW=cw;
bestC=cp;
for(j=0; j<n; j++){
______;
}
return 1;
}
if(cp<=cc){ /*有解*/
found=1;
}
for(j=0; ______; j++){
/*第i个部件从第j个供应商购买*/
______;
cw=cw+w[i][j];
cp=cp+c[i][i][j];
if(cp<=cc&&______ {/*深度搜索,扩展当前节点*/
if(backtrack(i+1)){found=1;}
}
/*回溯*/
cw=cw-w[i][j];
______;
}
return found;
}