装载问题-分支界限法

        分支界限法解装载问题和解01背包问题十分类似，都是建立树之后广度优先遍历各结点，建立队列，约束条件是第一艘货船的承载能力，最后选择承载重量最大的一个组合，然后将剩余物品全部放在第二艘货船，判断是否可以装下，可以获得结果。

package test;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collections;

import java.util.Comparator;

import java.util.List;

/**

 * Created by saishangmingzhu on 2018/11/30.

 */

public class BinPackingProblem {

    public static void main(String[] arg) {

        new BinPackingProblem().branchAndBoundMethod();

    }

    /**

     * 分支界限法-队列式

     */

    public void branchAndBoundMethod() {

        int rucksackWeight1=10;

        int rucksackWeight2=10;

        List<Goods> goodsList=new ArrayList<>();

        goodsList.add(new Goods("书",1));

        goodsList.add(new Goods("足球",3));

        goodsList.add(new Goods("大箱子",7));

        goodsList.add(new Goods("macbook",3));

        goodsList.add(new Goods("iphone",1));

        goodsList.add(new Goods("礼盒",5));

//        //装不下的情况

//        goodsList.add(new Goods("书",2));

//        goodsList.add(new Goods("足球",9));

//        goodsList.add(new Goods("大箱子",9));

        int allWeight=0;

        for (Goods goods:goodsList){

            allWeight=allWeight+goods.getWeight();

        }

        if (allWeight>rucksackWeight1+rucksackWeight2){

            System.out.println("物品总重量已超出两货船总承载");

            return;

        }

        int goodsListSize=goodsList.size();

        //【1】定义二叉树的节点，包括左右子节点、剩余空间、当前总价值

        //【2】起始根节点

        Node root=new Node();

        root.setSurplusWeight(rucksackWeight1);

        root.setLevel(0);

        Node parentNode=root;

        //【3】定义队列

        List<Node> queueNodeList=new ArrayList<>();

        List<Node> queueLeafNodeList=new ArrayList<>();

        queueNodeList.add(parentNode);

        while (queueNodeList.size()>0){

            parentNode=queueNodeList.get(0);

            int nextLevel=parentNode.getLevel()+1;

            if (nextLevel>goodsListSize){

                queueLeafNodeList.add(parentNode);

            } else {

                Goods g = goodsList.get(parentNode.getLevel());

                int surplus = parentNode.getSurplusWeight() - g.getWeight();

                if (surplus >= 0) {

                    Node node = new Node();

                    node.setLevel(nextLevel);

                    node.setSurplusWeight(surplus);

                    node.getGoodsList().addAll(parentNode.getGoodsList());

                    node.getGoodsList().add(g);

                    queueNodeList.add(node);

                }

                Node node = new Node();

                node.setLevel(nextLevel);

                node.setSurplusWeight(parentNode.getSurplusWeight());

                node.getGoodsList().addAll(parentNode.getGoodsList());

                queueNodeList.add(node);

            }

            queueNodeList.remove(0);

        }

        Collections.sort(queueLeafNodeList, new Comparator<Node>() {

            @Override

            public int compare(Node o1, Node o2) {

                int surplus=o1.getSurplusWeight()-o2.getSurplusWeight();

                if (surplus<0)

                    return -1;

                else if (surplus>0)

                    return 1;

                return 0;

            }

        });

        Node first=queueLeafNodeList.get(0);

        System.out.println();

        if (allWeight-(rucksackWeight1-first.getSurplusWeight())<=rucksackWeight2){

            System.out.println("两货船可以装下所有物品");

            System.out.println("第一艘货船需装如下物品，其余物品装第二艘货船");

            List<Goods> goodsList1=first.getGoodsList();

            for (Goods goods:goodsList1){

                System.out.print(goods.getName()+",");

            }

            System.out.println();

        }

        else {

            System.out.println("两货船无法装下所有物品");

        }

    }

    class Goods{

        private String name;

        private int weight;

        public Goods(String name, int weight) {

            this.name = name;

            this.weight = weight;

        }

        public String getName() {

            return name;

        }

        public void setName(String name) {

            this.name = name;

        }

        public int getWeight() {

            return weight;

        }

        public void setWeight(int weight) {

            this.weight = weight;

        }

    }

    class Node{

        private int surplusWeight;

        private Node leftNode;

        private Node rightNode;

        private int level;

        private List<Goods> goodsList=new ArrayList<>();

        public int getLevel() {

            return level;

        }

        public void setLevel(int level) {

            this.level = level;

        }

        public int getSurplusWeight() {

            return surplusWeight;

        }

        public void setSurplusWeight(int surplusWeight) {

            this.surplusWeight = surplusWeight;

        }

        public Node getLeftNode() {

            return leftNode;

        }

        public void setLeftNode(Node leftNode) {

            this.leftNode = leftNode;

        }

        public Node getRightNode() {

            return rightNode;

        }

        public void setRightNode(Node rightNode) {

            this.rightNode = rightNode;

        }

        public List<Goods> getGoodsList() {

            return goodsList;

        }

        public void setGoodsList(List<Goods> goodsList) {

            this.goodsList = goodsList;

        }

    }

}

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者塞上名猪的原创作品，如需转载，请注明出处，否则将追究法律责任