活动安排问题贪心证明

时间:2024-10-02 16:16:50

问题描述

已知一堆活动,他们有【开始时间】和【结束时间】,而同一时间你只能参加一个活动,如何选择参加活动的策略,尽可能地参加更多的活动?

在这里插入图片描述

有几种贪心策略:

  1. 贪开始最早
  2. 贪持续最短
  3. 贪结束最早

先来看开始最早,很容易找到反例,如图贪开始最早,那么选择红色的活动,显然不是最优解,因为选择蓝色的活动,可以参加2次,而红色活动只能参加一次

在这里插入图片描述

贪持续时间最短,显然也不对,特殊情况发生在最短时间的活动,位置刚好和其他活动冲突,如果选择时间最短的活动,也不是最优解

在这里插入图片描述

贪结束最早:证明

子定理证明:

先引入一个定理:最优解一定包含结束时间最早的活动,证明如下

假设活动a结束最早,可是我们能够找到一种方法A,使得不选a也能参加活动次数最多,假设A方法中结束时间最早的活动是b,那么只可能有如下情况;

在这里插入图片描述

ps:a与b不重叠的情况不存在,因为A答案已经是最优解了,如果ab不重叠,那么A答案仍然可以加入a活动,A答案不是最优解

  • 因为a活动比b结束早(或者等于),而答案A中,b和下一个活动必定不冲突
  • 而a早于b结束,可以轻易想到,a与答案A中的活动也不冲突
  • 那么可以把b替换成a,对结果没有影响的,所以最优解一定有a,即最优解一定含结束最早的活动

那么假设最早结束的活动为a,某活动为b,那么我们先求得【b~最后一个活动】中的最优解B(子问题最优解),因为B一定包含b,所以只需要考虑向B中添加活动,看看最大能添加多少活动

子问题:【b~最后一个活动】中参加的最优解B
源问题:【a~最后一个活动】中参加的最优解

即子问题的答案为B,而我们尝试向子问题里添加活动,求解原问题,那么自然想到添加最不容易冲突的活动,即结束时间最早的活动