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;
}