贪心算法-以高校教师信息管理系统为例

1.贪心算法介绍

1.算法思路

贪心算法的基本思路是从问题的某一个初始解出发一步一步地进行，根据某个优化测度，每一步都要确保能获得局部最优解。每一步只考虑一个数据，其选取应该满足局部优化的条件。若下一个数据和部分最优解连在一起不再是可行解时，就不把该数据添加到部分解中，直到把所有数据枚举完，或者不能再添加算法停止。

贪心算法一般按如下步骤进行：

①建立数学模型来描述问题。

②把求解的问题分成若干个子问题。

③对每个子问题求解，得到子问题的局部最优解。

④把子问题的解局部最优解合成原来解问题的一个解。

贪心算法是一种对某些求最优解问题的更简单、更迅速的设计技术。贪心算法的特点是一步一步地进行，常以当前情况为基础根据某个优化测度作最优选择，而不考虑各种可能的整体情况，省去了为找最优解要穷尽所有可能而必须耗费的大量时间。贪心算法采用自顶向下，以迭代的方法做出相继的贪心选择，每做一次贪心选择，就将所求问题简化为一个规模更小的子问题，通过每一步贪心选择，可得到问题的一个最优解。虽然每一步上都要保证能获得局部最优解，但由此产生的全局解有时不一定是最优的，所以贪心算法不要回溯 [2]。

2.代码介绍

// 定义一个静态方法，用于分配教学任务，需要TeacherService, TitleService, PositionService三个服务层对象
    private static void assignTeachingTasks(TeacherService teacherService, TitleService titleService, PositionService positionService) {
        // 从TeacherService获取所有教师的列表
        List<Teacher> teachers = teacherService.getAllTeachers();
        // 如果教师列表为空，打印消息并返回
        if (teachers == null || teachers.isEmpty()) {
            System.out.println("没有教师信息！");
            return;
        }

        // 创建一个优先队列，用于根据教师的职称和职务优先级排序
        PriorityQueue<Teacher> priorityQueue = new PriorityQueue<>((t1, t2) -> {
            // 通过TitleService获取教师1的职称
            Title title1 = titleService.getTitleById(t1.getTitleId());
            // 通过TitleService获取教师2的职称
            Title title2 = titleService.getTitleById(t2.getTitleId());
            // 通过PositionService获取教师1的职务
            Position position1 = positionService.getPositionById(t1.getPositionId());
            // 通过PositionService获取教师2的职务
            Position position2 = positionService.getPositionById(t2.getPositionId());

            // 获取教师1的职称优先级，如果职称对象为null，则默认优先级为0
            int titlePriority1 = title1 != null ? title1.getPriority() : 0;
            // 获取教师2的职称优先级，如果职称对象为null，则默认优先级为0
            int titlePriority2 = title2 != null ? title2.getPriority() : 0;
            // 获取教师1的职务优先级，如果职务对象为null，则默认优先级为0
            int positionPriority1 = position1 != null ? position1.getPriority() : 0;
            // 获取教师2的职务优先级，如果职务对象为null，则默认优先级为0
            int positionPriority2 = position2 != null ? position2.getPriority() : 0;

            // 比较两个教师的综合优先级，返回一个整数，表示t2相对于t1的优先级
            // 如果返回值小于0，t1会被认为优先级更高，会被排在前面
            // 如果返回值大于0，t2会被认为优先级更高，会被排在前面
            // 如果返回值等于0，t1和t2的优先级相同
            return (titlePriority2 + positionPriority2) - (titlePriority1 + positionPriority1);
        });

        // 将所有教师添加到优先队列中
        priorityQueue.addAll(teachers);

        // 初始化任务计数器
        int taskCount = 1;
        // 当优先队列不为空时，循环分配任务
        while (!priorityQueue.isEmpty()) {
            // 从优先队列中取出优先级最高的教师
            Teacher teacher = priorityQueue.poll();
            // 打印分配任务的消息
            System.out.println("根据任务重要情况依次分配教学任务 " + taskCount + " 给教师 " + teacher.getName());
            // 任务计数器递增
            taskCount++;
        }
    }