我正在尝试对下面的图形问题进行分类或寻找解决方案的提示。
有一个(邻接)矩阵,可以包含三种类型的元素:单位、点和简单地形。
地形没有具体的意义。
单位有一个位置(由矩阵定义的x,y)以及它们可以获取的点数。
点有一个位置(由矩阵定义的x,y)。
获取一个点的成本是点和单位之间的曼哈顿距离。
每个点只能被一个单位获取。
问题是:如何找到单位获取点的成本最低的配置,使得单位的所有资源都被消耗殆尽?
示例:
u1可以获取3个点
u2可以获取2个点
p1 n n p2 n u1 n p3 p4 n n n n n u2 p5
其中一个最优解是:
u1 = p1, p2, p4 cost(u1)=2+3+2=7 u2 = p3, p5 cost(u2)=3+1=4 Total cost = 11
(对于这个配置是最小的)
备注:我尝试使用统一成本搜索和A*(使用简单的启发式方法)来解决这个问题,但即使对于矩阵的较小尺寸,我也得到了非常多的状态并耗尽了内存。
回答:
我可以将其简化为最小成本最大流问题。
让我们构建一个网络。为每个单位和每个点分配一个顶点。对于每一对(单位,点),添加一条有向边,容量为1,成本等于相应的曼哈顿距离。添加一个汇点,将其连接到所有单位。添加一个陷阱,并将所有点连接到它。
分配以下成本和容量值:
cap( u, v ) = 1,如果从u到v有一条边
cost( u, v ) = 0,如果u = 汇点或v = 陷阱;否则等于单位u到点v的曼哈顿距离。
现在,如果我们在该网络中找到最小成本最大流,它将是您问题的解决方案。为什么?因为我们找到了从每个“单位”顶点移动一个流量单位到某个“点”顶点的最小成本方式,这相当于原始问题。