Python 中区间调度问题的贪心解法

2023-04-17 00:00:00 调度 区间 解法

区间调度问题是一类经典的贪心问题,目标是在一组区间中选择尽可能多的不重叠区间。这个问题的解决可以帮助我们更好地理解贪心算法的思想。
首先,我们需要明确一个事实,那就是如果一个区间包含了另一个区间,我们应该选择包含较少区间的那个区间。这是因为如果我们选择了包含较多区间的那个区间,我们就会失去更多的选择,可能会使得其他区间变得不可选,从而导致我们无法选择更多的区间。
接着,我们需要对区间按照右端点进行排序,然后从左到右遍历。如果当前区间和前面的区间不重叠,那么我们就选择当前区间;否则,我们就舍弃当前区间。
下面是 Python 中区间调度问题的贪心解法的代码实现:

def interval_scheduling(intervals):
    intervals = sorted(intervals, key=lambda x: x[1])
    result = []
    end = float("-inf")
    for interval in intervals:
        if interval[0] >= end:
            result.append(interval)
            end = interval[1]
    return result

这个函数的参数 intervals 是一个由元组构成的列表,每个元组包含两个数据,分别是区间的起点和终点。函数的返回值是一个由元组构成的列表,包含了所有被选择的区间。
下面是一个调用例子:

intervals = [(1, 3), (2, 4), (3, 6), (5, 7), (6, 8)]
result = interval_scheduling(intervals)
print(result)  # [(1, 3), (3, 6), (6, 8)]

这个例子中,共有 5 个区间,它们是 [(1, 3), (2, 4), (3, 6), (5, 7), (6, 8)]。根据我们的贪心策略,我们首先将这些区间按照右端点排序,得到 [(1, 3), (2, 4), (3, 6), (5, 7), (6, 8)]。然后,我们从左到右遍历,首先选择右端点最小的区间 (1, 3),将其加入结果列表中,并将 end 设为 3。接着,我们跳过第二个区间 (2, 4),因为它与前一个区间重叠了。然后,我们选择右端点为 6 的区间 (3, 6),将其加入结果列表中,并将 end 设为 6。最后,我们选择右端点为 8 的区间 (6, 8),将其加入结果列表中,得到最终结果 [(1, 3), (3, 6), (6, 8)]。
总之,贪心算法的思想是在每一步中做出当前最佳的选择,从而得到全局最优的解。对于区间调度问题,我们需要排序,并从左到右遍历,选择不重叠的区间。这个算法的时间复杂度是 O(n log n),其中 n 是区间的个数。

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