洛谷P1248 加工生产调度

流水作业调度问题

(N)个作业要在两台机器(M_1)(M_2)组成的流水线上完成加工。每个作业(i)都必须先花时间(a_i)(M_1)上加工,然后花时间(b_i)(M_2)上加工。
确定(N)个作业的加工顺序,使得从作业1在机器(M_1)上加工开始到作业(N)在机器(M_2)上加工完为止所用的总时间最短。

【算法】

直观上,最优调度一定让(M_1)没有空闲,(M_2)的空闲时间尽量短。

Johnson算法:(N_1)(a<b)的作业集合,(N_2)(≥b)的作业集合,将(N)的作业按(a)非减序排序,(N_2)中的作业按照(b)非增序排序,则(N_1)作业接(N_2)作业构成最优顺序。

算法的程序易于实现,时间复杂度为(O(nlogn)),正确性需要证明。


P1248 加工生产调度

【问题描述】

某工厂收到了(N)个产品的订单,这(N)个产品分别在(a)(b)两个车间加工,并且必须先在(a)加工后才可以送到(b)车间加工。
某个产品(i)(a)(b)两车间加工的时间分别为(a_i)(b_i)。怎样安排这(N)个产品的加工顺序,才能总的加工时间最短?
这里所说的加工时间是指:从开始加工第一个产品到所有的产品都已在两车间加工完毕的时间。

【输入格式】

第一行仅一个数据(N)(0<(N)<1000),表示产品的数量。
接下来(N)个数据是表示这(N)个产品在(a)车间加工,各自所要的时间(都是整数)。最后的(N)个数据是表示这(N)个产品在(b)车间加工,各自所要的时间(都是整数)

【输出格式】

第一行一个数据,表示最短的加工时间。
第二行是一种用时最短的产品加工顺序。

【样例输入】

5
3 5 8 7 10
6 2 1 4 9

【样例输出】

34
1 5 4 2 3


【思路】

求一个加工顺序使得加工总用时最短,就是让机器的空闲时间最短。一旦(a)机器开始加工,则(a)机器将会不停地进行作业,关键是(b)机器在加工过程中有可能要等待(a)机器。很明显第一个部件在(a)机器上加工时,(b)机器必须等待,最后一个部件在(b)机器上加工时,(a)机器也在等待(b)机器的完工。
可以大胆猜想,要使机器总的空闲时间最短就要把在(a)机器上加工时间最短的部件最先加工,这样使得(b)机器能在最短的空闲时间内开始加工;把在(b)机器上加工时间最短的部件放在最后加工,这样使得(a)机器用最短时间等待(b)机器完工。

于是我们可以设计出这样的贪心策略:设(M_i=min{a_i,b_i},)(M)按照从小到大的顺序排序,然后从第1个开始处理,若(M_i=a_i),则将它排在从头开始的作业后面,若(M_i=b_i),则将它排在从尾开始的作业前面。
例如:
(N)=5,
((a_1,a_2,a_3,a_4,a_5)=(3,5,8,7,10))
((b_1,b_2,b_3,b_4,b_5)=(6,2,1,4,9))
((M_1,M_2,M_3,M_4,M_5)=(3,2,1,4,9))
排序之后为((M_3,M_2,M_1,M_4,M_5))
处理(M_3): ∵ (M_3=b_3),∴(M_3)排在后面;加入(M_3)之后的加工顺序为((,,,,3))
处理(M_2): ∵ (M_2=b_2),∴(M_2)排在后面;加入(M_2)之后的加工顺序为((,,,2,3))
处理(M_1): ∵ (M_1=a_1),∴(M_1)排在前面;加入(M_1)之后的加工顺序为((1,,,2,3))
处理(M_4): ∵ (M_4=b_4),∴(M_4)排在后面;加入(M_4)之后的加工顺序为((1,,4,2,3))
处理(M_5): ∵ (M_5=b_5),∴(M_5)排在后面;加入(M_5)之后的加工顺序为((1,5,4,2,3))
则最优加工顺序就是((1,5,4,2,3)),最短时间为34。
显然这个结果是最优解。
问题是这种贪心策略是否正确呢?还需证明。

【证明】

去年刚学OI时写的(萌新刚学OI),字写得渣。




Code

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 2005;
struct data {
	int id,a,b;
} J[N], ans[N];
int n;
inline bool cmp(const data &A, const data &B) {//Jhonson不等式排序 
	return min(A.a, A.b) < min(B.a, B.b);
}
int main() {
	scanf("%d", &n);
	for(int i = 1; i <= n; ++i) {
		scanf("%d", &J[i].a);
		J[i].id = i;//原数组下标 
	}
	for(int i = 1; i <= n; ++i) scanf("%d", &J[i].b);
	sort(J + 1, J + 1 + n, cmp);
	for(int i = 1, p = 1, q = n; i <= n; ++i) {//p--队头 q--队尾 
		if(J[i].a <= J[i].b) ans[p++] = J[i];
		else ans[q--] = J[i];
	}
	int time1 = 0, time2 = 0;//time1--A机器上加工用时 time2--B机器上加工用时 
	for(int i = 1; i <= n; ++i) {
		time1 += ans[i].a;//第i件产品在A机器上所用时间 
		time2 = max(time1, time2);//在A机器上加工完才能到B机器 未加工完需要等待 
		time2 += ans[i].b;//第i件产品在B机器上所用时间 
	}
	printf("%d
", time2);//最后一件在B机器加工完的时刻为结束时刻 
	for(int i = 1; i <= n; ++i) printf("%d ", ans[i].id);//输出方案 
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/yu-xing/p/10842064.html