区间调度问题及贪心算法证明

1.问题及答案

问题:数轴上有n个区间,选出最多的区间,使得这些区间不互相重叠。

算法:

将所有区间按右端点坐标从小到大排序,顺序处理每个区间。如果它与当前已选的所有区间都没有重叠,则选择该区间,否则不选。

java 复制代码
    @Test
    public void intervalSchedule() {
        int[][] array = new int[][]{{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {1, 5}, {2, 3}};
        Collections.sort(Arrays.asList(array), Comparator.comparingInt(o -> o[1]));
        int count = 1;
        int yRight = array[0][1];
        for (int i = 1; i < array.length; ++i) {
            if (array[i][0] >= yRight) {
                ++count;
                yRight = array[i][1];
            }
        }
        System.out.println("不重叠子区间的最大数量为 = " + count);
    }

2.贪心算法证明

参考链接:https://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/18195607

证明:

显然,该算法最后选出的区间不互相重叠,下面证明所选出区间的数量是最多的。设fi为该算法所接受的第i个区间的右端点坐标,gi为某最优解中的第i个区间的右端点坐标。

命题1.1 当i >= 1时,该算法所接受的第i个区间的右端点坐标fi <= 某最优解中的第i个区间的右端点坐标gi

该命题可以运用数学归纳法来证明。对于i=1,命题显然为真,因为算法第一个选择的区间拥有最小右端点坐标。令i>1,假定论断对i-1为真,即fi-1<=gi-1。则最优解的第i个可选区间所组成的集合包含于执行该算法时第i个可选区间所组成的集合;而当算法选择第i个区间时,选的是在可选区间中右端点坐标最小的一个,所以有fi<=gi。证毕。

设该算法选出了k个区间,而最优解选出了m个区间。

命题1.2 最优解选出的区间数量m = 该算法选出的区间数量k

假设m>k,根据命题1.1,有fk<=gk。由于m>k,必然存在某区间,在gk之后开始,故也在fk之后开始。而该算法一定不会在选了第k个区间后停止,还会选择更多的区间,产生矛盾。所以m<=k,又因为m是最优解选出区间个数,所以m=k。

综上所述,算法选出的区间是最优解。

相关推荐
贾斯汀玛尔斯4 小时前
每天学一个算法--LSM-Tree(Log-Structured Merge Tree)
java·算法·lsm-tree
浅念-8 小时前
刷穿LeetCode:BFS 解决 Flood Fill 算法
数据结构·c++·算法·leetcode·职场和发展·bfs·宽度优先
做cv的小昊9 小时前
【TJU】研究生应用统计学课程笔记(8)——第四章 线性模型(4.1 一元线性回归分析)
笔记·线性代数·算法·数学建模·回归·线性回归·概率论
贾斯汀玛尔斯9 小时前
每天学一个算法--倒排索引(Inverted Index)
算法·inverted-index
小e说说9 小时前
打破偏科困境:这些学习软件助孩子重燃学习热情
算法
月昤昽10 小时前
autoCAD二次开发 4.正多边形与collection区分
算法·c#·二次开发·autocad二次开发
休息一下接着来10 小时前
C++ 固定容量环形队列实现
c++·算法
im_AMBER11 小时前
手撕hot100之矩阵!看完这篇就AC~
javascript·数据结构·线性代数·算法·leetcode·矩阵
笨笨饿11 小时前
#79_NOP()嵌入式C语言中内联汇编宏的抽象封装模式研究
linux·c语言·网络·驱动开发·算法·硬件工程·个人开发