博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
回溯法——批处理作业调度
阅读量:6224 次
发布时间:2019-06-21

本文共 3628 字,大约阅读时间需要 12 分钟。

问题描述:

  给定n个作业的集合J=(J1,J2,... ,Jn)。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

举例说明:

tji 机器1 机器2
作业1 2 1
作业2 3 1
作业3 2 3

 

 

 

  

  这3个作业的调度方案共有6种(即3个作业的全排列),分别是123,132,213,231,312,321,它们所相应的完成时间和分别是19,18,20,21,19,19。显而易见,最佳调度方案是132,其完成时间和为18。

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。按照回溯法搜索排列树的算法框架,设开始时x=[1,2, ... , n]是所给的n个作业,则相应的排列树由x[1:n]的所有排列构成。

  类Flowshop的数据成员记录解空间的结点信息,以便减少传给Backtrack的参数。二维数组M是输入作业的处理时间,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,当前扩展结点位于排列树的第(i-1)层,此时算法选择下一个要安排的作业,以深度优先方式递归的对相应的子树进行搜索,对不满足上界约束的结点,则剪去相应的子树。

算法描述:

注:1、区分作业i和当前第i个正在执行的作业

      给x赋初值,即其中一种排列,如x=[1,3,2];M[x[j]][i]代表当前作业调度x排列中的第j个作业在第i台机器上的处理时间;如M[x[2]][1]就意味着作业3在机器1上的处理时间。

  2、bestf的初值

      此问题是得到最佳作业调度方案以便使其完成时间和达到最小,所以当前最优值bestf应该赋值为较大的一个值。

  3、f1、f2的定义与计算

      假定当前作业调度排列为:x=[1,2,3];f1[i]即第i个作业在机器1上的处理时间,f2[j]即第j个作业在机器2上的处理时间;则:

      f1[1]=M[1][1] , f2[1]=f1[1]+M[1][2]

      f1[2]=f1[1]+M[2][1] , f2[2]=MAX(f2[1],f1[2])+M[2][2] //f2[2]不光要等作业2自己在机器1上的处理时间,还要等作业1在机器2上的处理时间,选其大者。

      f1[3]=f1[2]+M[3][1] , f2[3]=MAX(f2[2],f1[3])+M[3][2]

    f1只有当前值有用,可以覆盖赋值,所以定义为int型变量即可,减少空间消耗;f2需要记录每个作业的处理时间,所以定义为int *型,以便计算得完成时间和。

  4、f2[0]的初值

      f2[i]的计算都是基于上一个作业f2[i-1]进行的,所以要记得给f2平[0]赋值为0。

1 class Flowshop 2 { 3     friend Flow(int * *,int,int[]); 4 private: 5     void Backtrack(int i); 6     int * * M,      //各作业所需的处理时间,根据上面的例子就是4*3的矩阵————M[j][i]代表第j个作业在第i台机器上的处理时间 7         * x,       //当前作业调度————其中一种排列顺序 8         * bestx,     //当前最优作业调度 9         * f2,       //机器2完成处理时间————记录每个作业在机器2上的完成时间10         f1,        //机器1完成处理时间————定义int型,减少空间消耗(因为只有当前的f1有用,所以可以覆盖赋值)11         f,        //完成时间和12         bestf,      //当前最优值13         n;        //作业树14 };15 void Flowshop::Backtrack(int i)16 {17     if(i>n)18     {19         for(int j=1;j<=n;j++)20             bestx[j] = x[j];21         bestf = f;22     }23     else24     {25         for(int j=i;j<=n;j++)  //排列树中j从i开始————控制分支数26         {27             f1+=M[x[j]][i];  //在第1台机器上的完成处理时间————着重关注M矩阵的行标(代表当前执行的作业,是动态变化的)28             f2[i]=((f2[i-1]>f1)?f2[i-1]:f1)+M[x[j]][2];  //在机器2上的完成处理时间,f2[0]初值赋为029             f+=f2[i];    //总的完成时间和30             if(f

#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;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/ITXIAZAI/p/4143705.html

你可能感兴趣的文章
【高清视频】CCNA系列课程之五:STP生成树协议介绍
查看>>
u盘 找不到应用程序
查看>>
Red hat samba不识别windows 下的中文
查看>>
MDT U盘自动部署报错解决办法
查看>>
java线程
查看>>
函数式编程----内建函数
查看>>
PHP的数据库显示中文乱码有几种情况?
查看>>
fedora25配置 Infinality 字体渲染增强
查看>>
linux修改主机名
查看>>
squid 如何清除缓存
查看>>
Discuz!云平台能给站长带来什么?
查看>>
三星超级品牌日背后:全品类关联营销优势凸现
查看>>
android4.4以上透明状态栏简单设置
查看>>
双十一流量洪峰 支撑阿里核心业务的云数据库揭秘
查看>>
45. 源代码阅读-RocketMQ-tools
查看>>
修改linux下的主机名
查看>>
每天一个linux命令(39):grep 命令
查看>>
centos释放无用内存
查看>>
事必躬亲利与弊
查看>>
马哥笔记第十五天系统安装、kickstart、anaconda、dhcp、tftp、pxe
查看>>