机器人登山问题Java版

问题描述：登山机器人是一个及富挑战性的高技术密集型科学研究项目，它为研究发展多智能体系统和多机器人之间的合作与对抗提供了生动的研究模型。

登山机器人可以携带有限的能量。在登山过程中，登山机器人需要消耗一定能量，连续攀登的路程越长，其攀登的速度就越慢。在对m种不同类型的机器人进行性能测试时，测定出每个机器人连续攀登1，2，…，n米所用的时间。现在要对这m个机器人进行综合性能测试，举行机器人接力连续攀登演习。攀登的总高度为s米。规定每个机器人攀登1次，每次至少攀登1米，最多攀登n米，而且每个机器人攀登的高度必须是整数，即只能在整米处接力。安排每个机器人攀登适当的高度，使完成接力攀登的时间最短。

设计要求：

给定m个登山机器人接力攀登的总高度s，以及每个机器人连续攀登1，2，…，n米所用的时间，计算最优攀登方案。

数据输入：

第1行是正整数m，n和s分别表示机器人的个数、每个机器人最多可以攀登的高度和接力攀登的总高度。接下来的m行中，每行有n个正整数，分别表示机器人连续攀登1，2，…，n米所用的时间。

数据输出：

输出登山机器人接力到达终点的最短攀登时间。

输入样本：（input.txt）

5 10 25

24 49 75 102 130 160 192 230 270 320

23 48 75 103 139 181 224 274 344 415

22 49 80 180 280 380 480 580 680 780

25 51 80 120 170 220 270 320 370 420

23 49 79 118 158 200 250 300 350 400

输出样本：

727

分析：这个问题我们首先想到的是动态规划的策略来解决该问题，然而这里我采用贪吃算法来解决此问题，假设机器人每步走一米，我们进行一米一米的贪吃办法来算出机器人走过的米数，即步数。由于每个机器人都要走，所以我们先让每个机器人走一步，将问题缩小，再在剩下的数据里面选出走下一步用时最少的机器人，让它走一步，进一步缩小问题规模，依次循环直到走完所有的路程，即可求知各个机器人走的步子，即就是走过的路程，对应给出路程的各个机器人的时间叠加起来就得了最短的时间了。

程序黏贴：

package robot;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class RobotQuetion {
    /**
     * @param args
     */
    int a[][], times[][];
    int n, k, m, time = 0;

    public static void main(String[] args) {
RobotQuetion robot = new RobotQuetion();
robot.init();
robot.step1();
robot.stepOthers();
robot.minTime();
robot.saveStep();
System.out.println(robot.getTime());
    }

    void init() {// 初始化文件数字及存储空间
File file = new File("input.txt");
FileReader rd = null;
try {
     rd = new FileReader(file);
} catch (FileNotFoundException e) {
     e.printStackTrace();
}
BufferedReader buf = new BufferedReader(rd);
String str = "";
try {
     str = buf.readLine();
} catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
}
String[] b = str.split(" ");
n = Integer.parseInt(b[0]);
k = Integer.parseInt(b[1]);
m = Integer.parseInt(b[2]);
times = new int[n][];
a = new int[n][];
System.out.println(n + " " + k + " " + m);
for (int i = 0; i < n; i++) {
     try {
   str = buf.readLine();
     } catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
     }
     b = str.split(" ");
     times[i] = new int[k + 1];
     a = new int[n][2];
     for (int j = 1; j <= k; j++) {
   times[i][j] = Integer.parseInt(b[j - 1]);
   System.out.print(times[i][j] + " ");
     }
     System.out.println();
}
try {

     if (buf.ready())
   buf.close();
     if (rd.ready())
   rd.close();
} catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
}
    }

    void step1() {// 让每个机器人先走一步
for (int i = 0; i < n; i++) {
     a[i][0] = times[i][2] - times[i][1];
     a[i][1] = 1;
}
    }

    void stepOthers() {
int flag;
int min;// 最小时间
m -= n;// 已经走了n米
while (m-- > 0) {
     min = a[0][0];
     flag = 0;
     int i;
     for (i = 0; i < n; i++)
   if (a[i][0] < min && a[i][1] < k) {
      min = a[i][0];
      flag = i;
   }
     a[flag][1]++;// 当前机器人向前走一步
     if (a[flag][1] < k)
   a[flag][0] = times[flag][a[flag][1] + 1]
    - times[flag][a[flag][1]];
     else
   a[flag][0] = 100000000;
}

    }

    void minTime() {
for (int i = 0; i < n; i++) {
     time += times[i][a[i][1]];
     System.out.println(a[i][1] + " " + time);
}
    }

    public int getTime() {
return time;
    }

    void saveStep() {// 写入到文件
File file = new File("output.txt");
if (!file.exists())
     try {
   file.createNewFile();
     } catch (IOException e1) {
   e1.printStackTrace();
     }
FileWriter wr = null;
try {
     wr = new FileWriter(file);
} catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
}
PrintWriter Pw = new PrintWriter(wr, true);
for (int i = 0; i < n; i++) {
     Pw.println("第" + (i + 1) + "个机器人走" + a[i][1] + "步 ");
}
Pw.println("总共需要" + getTime() + "单位时间");
    }
}