This paper presents two real-world scheduling problems and their algorithmic solutions through polynomial-time reductions. First, we address the Hospital Patient-to-Bed Assignment problem, demonstrating its reduction to Maximum Bipartite Matching and solution via Network Flow algorithms. Second, we tackle the University Course Scheduling problem, proving its NP-Completeness through reduction from Graph Coloring and providing greedy approximation algorithms. Both problems are implemented in Python, with experimental results validating theoretical complexity analyses. Our Network Flow solution achieves O(n2.51) empirical complexity, while the greedy coloring algorithms demonstrate O(n2) behavior with approximation ratios consistently below the theoretical delta + 1 bound.


翻译:本文通过多项式时间归约提出了两个现实世界调度问题及其算法解决方案。首先,我们处理医院患者床位分配问题,展示了其到最大二分图匹配的归约,并通过网络流算法求解。其次,我们解决大学课程调度问题,通过从图着色问题的归约证明其NP完全性,并提供了贪心近似算法。两个问题均在Python中实现,实验结果验证了理论复杂度分析。我们的网络流解决方案实现了O(n^2.51)的经验复杂度,而贪心着色算法则表现出O(n^2)的行为,其近似比始终低于理论上的Δ+1界限。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学和计算机科学之中,算法(Algorithm)为一个计算的具体步骤,常用于计算、数据处理和自动推理。精确而言,算法是一个表示为有限长列表的有效方法。算法应包含清晰定义的指令用于计算函数。 来自维基百科: 算法
UTC: 用于视觉对话的任务间对比学习的统一Transformer
专知会员服务
14+阅读 · 2022年5月4日
专知会员服务
12+阅读 · 2021年6月20日
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
【CVPR2020-旷视】DPGN:分布传播图网络的小样本学习
专知会员服务
28+阅读 · 2020年4月1日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
CVPR 2019:精确目标检测的不确定边界框回归
AI科技评论
13+阅读 · 2019年9月16日
语义分割中的深度学习方法全解:从FCN、SegNet到DeepLab
炼数成金订阅号
26+阅读 · 2017年7月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员