java - 如何找到满足要求的最小操作集

Question

我认为如果我先展示我的代码会更容易。

/* Machine that can add and remove pools to its stack */
public class Machine {
  private final int toolQuantity = 5;
  public boolean addTool(Tool t)    { return true; }
  public boolean removeTool(Tool t) { return true; }
  public boolean processJob(Job j)  { return true; }
}

/* Tool that is needed to process jobs */
class Tool {
}

/* Job that needs specific tools to be processed on machine */
class Job {
  private final List<Tool> needs = Collections.emptyList();
}

interface Command { public void execute(); }

class AddTool implements Command {
  private Machine m;
  private Tool t;
  @Override
  public void execute() { }
  }

class RemoveTool implements Command {
  private Machine m;
  private Tool t;
  @Override
  public void execute() { }
}

^{简化的代码。目的只是传达想法}

所以，我有一台可以处理作业的机器。工作需要工具(而工具的使用生命周期是无限的)。我的目标是找到作业和命令的最小列表(即 AddTool 和 RemoveTool 的实例)，以便: {"AddTool(x), "job1", AddTool(y), "job2"})，以便可以处理给定的固定作业列表。作业不需要的工具可以保留在机器上(如当然只要还有足够的位置)。

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我有两种方法:

• 简单

收集不同工作的要求。由于这种方法只考虑作业i和作业i + 1。如果机器卸载作业i + 1不需要但作业i + 2需要的工具，则这可能不是最佳选择。这是一个不必要的删除和添加循环(假设有可能删除另一个不需要的工具)。

• 启发式

使用启发式算法，例如。 G。模拟退火，最大限度地减少使用的命令数量。

我更喜欢使用直接的方法。但我想不出其他的办法，而且我猜这种简单的方法效率太低了。

那么我该如何解决我的问题呢？从计算机科学的角度如何分类？我也希望能得到针对此类问题的通用解决方案，这些问题并不专门处理工作、机器和工具。

Answer 1

这是一个hamiltonian path problem ，或者可能是 Traveling Salesman Problem (如果你稍微修改一下问题)。每项工作都需要一定数量的工具，您可以确定从一项工作转移到另一项工作需要多少命令。您需要一条穿过该图的路径，以最小化添加/删除方面的“距离”并访问所有节点/作业。