如果我正确理解了这个问题,这是一个集合分区问题,应该选择来自某个“宇宙”的值(即集合中的所有值),以便一个值仅在所选集合之一中。并且这是一个特定的条件,这些集合的可能组合是可能的。
我已经在 MiniZinc(一个非常高级的约束编程系统,请参阅我的 MiniZinc 页面了解更多信息和进一步链接:http ://www.hakank.org/minizinc/)中实现了所述(简单)问题。
该模型在这里:http ://www.hakank.org/minizinc/set_partition_stackoverflow.mzn
并在下面完整复制:
包括“globals.mzn”;
整数:n = 5;% 套数
数组 [1..n] 的 int 集合:s =
[
{1,2}, % E
{2,4}, % F
{1,3}, % M
{4,5}, % N
{5,6} % A
];
% 所有值(“宇宙”)
一组 int:值 = {j | i 在 1..n 中,j 在 s[i]} 中;
% 决策变量
var bool 的数组[1..n]:x; % 选择哪个设置(以秒为单位)
array[1..n] of var 值集:xs; % 选定的集合
解决满足;
% 最小化选择集的数量
%解决最小化总和(i in 1..n)(bool2int(card(xs [i])> 0));
约束
% 条件
% (E || F) && (M || N) && A
((x[1] \/ x[2]) /\ (x[3] \/ x[4]) /\ x[5])
/\
forall(i in 1..n) (
% 如果选择了这个集合(在 x[i] 中),将 s[i] 放入 xs[i]
(x[i] xs[i] = s[i])
/\ % 确保未选择的集合在 xs 中表示为 {}
(不是(x[i]) 卡(xs[i]) = 0)
)
/\ % 确保在一组中选择了一个值
partition_set([xs[i] | i in 1..n], values)
;
输出
[
"x:" ++ 显示(x) ++ "\n" ++
"xs:" ++ 显示(xs) ++ "\n"
];
这个问题有一个单一的解决方案:
x:[假,真,真,假,真]
xs: [{}, {2, 4}, {1, 3}, {}, 5..6]
其中“x”是一个布尔数组,是否应该选择一个集合,“xs”包含选定的集合(如果没有选择一个集合,则元素为{},即为空)。集合的划分是通过partition_set
确保一个值在一个集合中并且宇宙中的所有值(集合“值”)都在某个集合中的函数完成的。
我不确定这个 MiniZinc 模型是否有帮助,但如果没有别的,您可能会将其视为一种灵感。此外,在此模型中对条件的处理是硬编码的,因此此处不予说明。
基于 C++ 的 CP 系统 Gecode ( http://www.gecode.org/ ) 支持设置变量和分区约束(在 Gecode 中称为“不相交”),尽管我没有针对这个问题对其进行测试。以下是如何在标准分区问题中使用“不相交”的示例:http ://www.hakank.org/gecode/set_partition.cpp 。