之前讲过一个相似的问题流水作业调度问题,那一道题最开始用动态规划,推到最后得到了一个Johnson法则,变成了一个排序问题,有兴趣的可以看一下https://www.cnblogs.com/wkfvawl/p/11667092.html

本篇博客主要参考自https://blog.csdn.net/qq_40685275/article/details/80403976

一、问题描述

给定n个作业的集合{J1,J2,…,Jn}。每个作业必须先由机器1处理,然后由机器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上完成处理的时间。所有作业在机器2上完成处理的时间和称为该作业调度的完成时间和。批处理作业调度问题要求对于给定的n个作业,制定最佳作业调度方案,使其完成时间和达到最小。

 例:设n=3,考虑以下实例:

 看到这里可能会对这些完成时间和是怎么计算出来的会有疑问,这里我拿123和312的方案来说明一下。

 对于调度方案(1,2,3)

作业1在机器1上完成的时间是2,在机器2上完成的时间是3

作业2在机器1上完成的时间是5,在机器2上完成的时间是6

作业3在机器1上完成的时间是7,在机器2上完成的时间是10

所以,作业调度的完成时间和= 3 + 6 + 10

这里我们可以思考一下作业i在机器2上完成的时间应该怎么去求?

作业i在机器1上完成的时间是连续的,所以是直接累加就可以。但对于机器2就会产生两种情况,这两种情况其实就是上图的两种情况,对于(1,2,3)的调度方案,在求作业2在机器2上完成的时间时,由于作业2在机器1上还没有完成,这就需要先等待机器1处理完;而对于(3,1,2)的调度方案,在求作业2在机器2上完成的时间时,作业2在机器1早已完成,无需等待,直接在作业1被机器1处理之后就能接着被处理。

综上,我们可以得到如下表达式

if (F2[i-1] > F1[i])

F2[i] = F2[i-1] + t[2][i]

else

F2[i] = F1[i] + t[2][i]

二、算法设计

 

类Flowshop的数据成员记录解空间的结点信息,M输入作业时间,bestf记录当前最小完成时间和,数组bestx记录相应的当前最佳作业调度。

数组x[i],bestx[i],二维数组m[j][i];数组x记录当前调度;bestx记录当前最优调度;初始时,x[i]=i ;      bestx[i]=∞;     (i=0,1,......,n)二维数组m记录各作业分别在两台机器上的处理时间;m[j][i]表示在第i台机器上作业j的处理时间变量f1,f2,cf,bestf;f1记录作业在第一台机器上的完成时间;f2记录作业在第一台机器上的完成时间;cf记录当前在第二台机器上的完成时间和;bestf记录当前最优调度的完成时间和;

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,当前扩展结点在i层,以深度优先方式,递归的对相应子树进行搜索,对不满足上界约束的结点,则剪去相应的子树。

 

这里注意一下该程序的输入,要现将机器1对应所有作业的处理时间输入,再输入机器2的,对应上面的例子的数据就是 232113

#include

int x[100],bestx[100],m[100][100];//m[j][i]表示在第i台机器上作业j的处理时间

//数组bestx记录相应的当前最佳作业调度。

int f1=0,f2,cf=0,bestf=10000,n; //bestf记录当前最小完成时间和

void swap(int *x,int t,int j)

{

int temp = x[t];

x[t] = x[j];

x[j] = temp;

}

void Backtrack(int t)

{

int tempf,j,i;

if(t>n) //到达叶子结点,搜索到最底部

{

for( i=1; i<=n; i++)

{

bestx[i]=x[i];

}

bestf=cf;

}

else //非叶子结点

{

for(j=t; j<=n; j++)

{

f1+=m[x[j]][1]; //记录作业在第一台机器上的完成处理时间

tempf=f2;//保存上一个作业在机器2的完成处理时间

f2=(f1>f2?f1:f2)+m[x[j]][2];//保存当前作业在机器2的完成时间

cf+=f2; //cf记录当前在机器2上的完成时间和

if(cf

{

swap(x,t,j); //交换两个作业的位置

Backtrack(t+1);

swap(x,t,j);

}

f1-=m[x[j]][1];

cf-=f2;

f2=tempf;

}

}

}

int main()

{

int i,j;

printf("请输入作业数量\n");

scanf("%d",&n);

printf("请输入在各机器上的处理时间\n");

for(i=1; i<=2; i++)

{

for(j=1; j<=n; j++)

{

scanf("%d",&m[j][i]);

}

}

for(i=1; i<=n; i++)

{

x[i]=i; //记录当前调度

}

Backtrack(1);

printf("调度作业顺序\n");

for(i=1; i<=n; i++)

{

printf("%d\t",bestx[i]);

}

printf("\n");

printf("处理时间:\n");

printf("%d\n",bestf);

return 0;

}

 注意swap函数,交换两个作业的位置相当于重新赋值了,所以该程序没有对x[i]的赋值函数

三、算法的效率

 

精彩内容

评论可见,请评论后查看内容,谢谢!!!评论后请刷新页面。