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2017华为软件精英挑战赛

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CodeCraft2017

2017华为软件精英挑战赛  江山赛区36强。总结一下,避免以后忘记。

总体思路

采用的是大多数人用到的最小费用最大流+搜索。底层的费用流最开始用了spfa找增广路,在大case上慢的不行,后来用了zkw费用流,时间有了明显的提升,初赛800点的图从不到500次,提升到80000次。复赛的时候听赛区前几的大佬讲,大case上用单纯形比zkw还要快5倍。其实初赛前就知道单纯形快了,只是自己当时没把这个当重点,也懒得去找,满脑子想着怎么搜索才能搜的更快,以为是自己搜索出了问题,但是成绩一直上不去。最后输出路径dfs使用的流量就好,访问过多少流量就减去。

初赛

我是初赛最后两天才把spfa改成zkw,效率一提升,搜索的压力就下来了,按照之前的思路,中小规模的case很容易比较接近全局最优解。初赛最开始的思路是费用流+遗传算法,写完以后各种调参数,在这里花了10多天的时间吧,每次优化一点,排名只能上升一点,勉强续命续个一天。后来换了测试样例随机选点很难有可行解,连遗传算法的初始种群都跑不出来,就开始考虑其它方法。采用了爬山算法(刚开始还是模拟退火,有一定的概率接受次优解,实际跑下来几乎没啥用,就直接爬山了),爬山的收敛速度很快,最慢的费用流都能很快收敛到局部最优解,但也仅仅是局部最优解,对中小规模的case来说,时间还很充裕,就加入了禁忌搜索,可以回退到某一步,从一个次优解继续寻找局部最优解。经过测试还是能降一些的,这样充分把时间利用起来。爬山当然得有初始解,初始解最笨的方法就是全部在消费点上安装服务器,但是初始代价太高了。我用了两种初始化方式,一种是把消费节点的需求排个序,直接把服务器按在较大的点上,从大了往小了按,直到能满足需求了,写程序是写的从小的往大的删点,删到不能删了为止。另一种方式是,求每个消费点相邻的消费点的数量(即每个消费点直接相邻的消费点的数量),排序,相邻的消费点多,那么这个消费点是中心点,而且它的出度也大,在它身上装服务器肯定没错,如果与它相邻的只有一个,那就不能说它是中心点了,两个中选个需求大的装服务器,没有相邻点的不装。最后求一次费用流,可能会不满足需求,从消费点上找出那个最不满足需求的点(即它还需要最多的流量才能满足该点的需求),在它上面放个服务器,循环到满足为止。这样初始化完找到的解就很低,再禁忌搜索,直到最后两天掉到了40多名。采用了zkw费用流后,排名才上去,最后几个小时正式样例的中小case都能找到最优解了(针对一下规模的话~),但是不敢交了(当时最高分的代码只有一个是最优解),当时十七八名吧,网站刚崩了一次,怕不稳,就放弃提交了。

复赛

复赛对服务器加了很多限制,我首先把所有的服务器都初始化为输出能力最强的那个。中规模600,大规模1200。

中规模case

对中规模的进行换点,这里的换点既可以把点替换成图中其它的任意一个点,也可以删掉该点,也可以增加图中某个点。每次换点,取增、删、替换操作中费用下降最大的一个。

大规模case

因为用zkw,大规模采取中规模做法的话跑一轮循环,所以加入候选集,换点之前计算候选集,对图中所有的点计算n轮BFS,作为该点的候选集,就是找该点相邻的一些点,替换就从这些点里面去找,一般找1到2轮就差不多了,因为图比较稠密,多了数量爆炸。如果某个点的候选集太大,说明这个点的度中心性非常高,就直接不设置候选集了,这个点如果被选中了,就不进行替换操作了。

最后统一降服务器的等级,能降多少降多少。因为zkw慢,才这样做,这样做很影响较优解的寻找,如果开始就用了单纯形,我会在换点的时候就降服务器的等级。