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我如何从二维数组的每一行中选择最小的数字,同时确保最多可以选择两次相同的列(在以下情况下,对于第 1 行,选择第 5 列;对于第 2 行,选择第 5 列,而对于第 3 行,不能再选择第 5 列,因此选择第 2 列作为最小值):(此外,在 java 中,通常使用 ArrayList 来添加和删除元素,但如何在 Minizinc 中做到这一点使用约束)?

int: m = 3;
int: n = 5;
array[1..m,1..n] of int: diffs = [|14,18,24,30,13
                                  |10,12,18,24,7
                                  | 8,7,12,18,6|]
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下面是一种最小化所选列的值与每行的“实际”最小值之间的差值之和的方法。

include "globals.mzn"; 
int: m = 3;
int: n = 5;
array[1..m,1..n] of int: diffs = [|14,18,24,30,13
                                  |10,12,18,24,7
                                  | 8,7,12,18,6|];

% decision variables
array[1..m] of var 1..n: x; % which row to select
var int: z; % difference between the selected and smallest values

solve minimize z;
% solve satisfy;

% constraint 1: at_most 2 of the same column can be selected
constraint
  % at most two rows can have the same column
  forall(j in 1..n) (
    at_most(2,x,j)
  )
; 

% constraint 2: calculate the least difference
constraint
  % get smallest difference to the smallest value
  z = sum(i in 1..m) (
       % value of selected column - the smallest value of the row
       diffs[i,x[i]]-min([diffs[i,j] | j in 1..n]) 
  )
  % /\ % for solve satisfy
  % z = 1
  ;

  output [
    "z: \(z)\n",
    "x: \(x)  values:\([diffs[i,x[i]] | i in 1..m])\n"
  ];

对于这个问题实例,有两个 z=1 的最优解,即解比“真实”最优值(没有最大 2 列约束)大 1。

 z: 1 
 x: [5, 5, 2]  values:[13, 7, 7]
 ----------
 z: 1 
 x: [1, 5, 5]  values:[14, 7, 6]

第一个解决方案意味着我们从第 5 列中为前 2 行选择值(即 13 和 7 的值),而对于第三行,我们从第 2 列中选择值(即 7)。这恰好是示例中提到的解决方案。

还有一种替代方法,将约束 2 替换为以下约束,即直接对所选值求和(而不是与每行最小值的差):

% constraint 2: calculate the least difference
constraint
  z = sum([diffs[i,x[i]] | i in 1..m])
  % /\ % for solve satisfy
  % z = 27
; 

当然,它具有相同的列解决方案。区别仅在于“z”的值:

z: 27 
x: [5, 5, 2]  values:[13, 7, 7]
---------
z: 27 
x: [1, 5, 5]  values:[14, 7, 6]

可以说,后一个变体更简洁,但如果“diffs”矩阵中的值很大,那么可能应该使用第一个变体,因为求解器往往更乐于使用较小的值。(对于具有大值的矩阵,建议使用“z”的受限域而不是“var int”,但我今晚有点懒。:-)

于 2016-01-30T21:55:19.617 回答