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JAVA實(shí)現(xiàn)雙邊決策的示例

 更新時間：2016年10月25日 15:24:44   作者：xiaojimanman  
本篇文章主要介紹了JAVA實(shí)現(xiàn)雙邊決策，介紹了雙邊決策的實(shí)現(xiàn)算法，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下。

現(xiàn)實(shí)生活中存在很多問題，比如商品買賣如何實(shí)現(xiàn)商家利潤最大化？大學(xué)生招生錄取如何實(shí)現(xiàn)整體效果最好？病人醫(yī)生如何實(shí)現(xiàn)整體服務(wù)水平最高等？這些我們都可以把他統(tǒng)一的轉(zhuǎn)化為雙邊決策問題。下面先說說自己對雙邊決策的理解。

雙邊決策——個人理解

為了幫助大家理解，我用一個簡單的例子介紹什么是雙邊決策，加入現(xiàn)在市場上有10位顧客，分別為A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9，市場上有是個商品，分別為B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9，現(xiàn)在要求要把這10個商品分別分給這10位顧客，要求整體的滿意程度最高，當(dāng)然每位顧客對每個商品的打分是不一樣的，加入M位顧客對N件商品的滿意度為AMBN，那么如何分配這些商品才能使整體的滿意度最高？像這個為題就是一個雙邊決策問題。

算法介紹

目前關(guān)于雙邊決策的實(shí)現(xiàn)算法有很多，下面就介紹一種自己想到的（如有雷同，純屬巧合），這個算法是基于之前自己寫的一篇遺傳算法的文章想到的。自己這個算法要求顧客和商品的數(shù)目必須一致，并且是一對一的關(guān)系，如果數(shù)目不一致或者是一對N（N是一個具體值）的時候，我們可以通過構(gòu)建虛擬的商品（顧客）來使用這個算法，下面我就簡單介紹下算法思想：

1）我們首先選取一個分配方案，這里我們不防假定初始的分配方案就是M件商品分給M位顧客；

2）我們將比較步長step設(shè)置為1；

3）判斷step是否超過數(shù)組長度，如果超過結(jié)束算法，如果沒超過繼續(xù)執(zhí)行下一步；

4）比較step步長下的兩位顧客，假設(shè)將他們的分配方案對調(diào)，如果對調(diào)之后的滿意度大于對調(diào)前的滿意度就進(jìn)行對調(diào)，否則保持原樣，將比較位往后移動一位繼續(xù)進(jìn)行第4）步；

5）該步長step下已經(jīng)沒有可以對調(diào)的分配方案，將步長step加1；

6）跳到第3）步繼續(xù)執(zhí)行。

在上述算法描述中，我們重點(diǎn)介紹下第4）步，這里我們假設(shè)第1位顧客分配的商品是1號商品，第2位顧客分配的商品是2號商品，他們對商品的滿意度分別為A1B1、A2B2，這時這兩個顧客的總體滿意度為SCORE1=A1B1+A2B2，這里我們將他們的分配方案對調(diào)，也就是第1位顧客分配的商品是2號商品，第2位顧客分配的商品是1號商品，這時候他們對商品的滿意度分別為A1B2、A2B1，這兩個顧客的整體滿意度為SCORE2=A1B2+A2B1，如果SCORE1小于SCORE2，那么我們就改變分配策略，否則保持原來的分配策略。

Java代碼分析

對于上面的介紹也許并不是太具體，或者并不知道用JAVA如何實(shí)現(xiàn)，下面我們就對如何實(shí)現(xiàn)做拆解：

1）在寫算法的時候，我們首先需要定義一些常量、保存分配方案等：

public class TwoSidedDecision { 
  private int num = 10;//個體數(shù)目 
  private boolean maxFlag = true;//是否求最大值 
  private int[][] scoreArray;//AB之間的互評得分 
  private int[] decisionArray;//A選擇B的方式 
}

這里有一個maxFlag屬性，他的作用是用來標(biāo)識我們的雙邊決策是要取最大值還是要取最小值，true表示最大值，false表示最小值；num用來標(biāo)識個體的個數(shù)，scoreArray數(shù)組用來表示用戶對商品的滿意度，decisionArray用來保存商品的分配方案，decisionArray[0]表示編號為0的顧客分配的商品是decisionArray[0]；

2）在運(yùn)行算法之前，我們需要設(shè)置個體數(shù)目

public void setNum(int num) { 
  if (num < 1) { 
    System.out.println("num must be greater than 0"); 
    return; 
  } 
  this.num = num; 
}

3）顧客對商品進(jìn)行滿意度打分并確定初始分配方案

public void setScoreArray(int[][] scoreArray) { 
  if (scoreArray == null) { 
    System.out.println("scoreArray is null"); 
  } 
  if (!(scoreArray.length == num && scoreArray[0].length == num)) { 
    System.out.println("scoreArray`s must be " + num); 
  } 
  this.scoreArray = scoreArray; 
  decisionArray = new int[num]; 
  //初始決策，對角線 
  for (int i = 0; i < num; i++) { 
    decisionArray[i] = i; 
  } 
  decision(); 
}

4）然后進(jìn)行算法描述中的第4）步，確認(rèn)分配方案是否對調(diào)

private boolean compare(int stepSize) { 
  for (int i = 0; i < num - stepSize; i++) { 
    int a1 = i; 
    int a2 = i + stepSize; 
    int b1 = decisionArray[a1]; 
    int b2 = decisionArray[a2]; 
    //原始兩個得分之和 
    int score1 = scoreArray[a1][b1] + scoreArray[a2][b2]; 
    int between1 = Math.abs(scoreArray[a1][b1] - scoreArray[a2][b2]); 
    //交換后的兩個得分之和 
    int score2 = scoreArray[a1][b2] + scoreArray[a2][b1]; 
    int between2 = Math.abs(scoreArray[a1][b2] - scoreArray[a2][b1]); 
    if (maxFlag) { //最后的得分最大 
      if (score1 <= score2) {//交換后的分?jǐn)?shù)不小于交換前的 
        //交換后的分?jǐn)?shù)大于交換前的或者交換后的差值大于交換前的 
        if (score1 < score2 || between2 > between1) { 
          decisionArray[a1] = b2; 
          decisionArray[a2] = b1; 
          return true; 
        } 
      } 
    } else { //最后的得分最小 
      if (score1 >= score2) {//交換后的分?jǐn)?shù)不小于交換前的 
        //交換后的分?jǐn)?shù)大于交換前的或者交換后的差值大于交換前的 
        if (score1 > score2 || between2 > between1) { 
          decisionArray[a1] = b2; 
          decisionArray[a2] = b1; 
          return true; 
        } 
      } 
    } 
  } 
  return false; 
}

這個方法的返回值是確認(rèn)該步長下是否發(fā)生對調(diào)，如果該步長沒有發(fā)生對調(diào)，我們可以進(jìn)行下一個步長的比較。這樣就完成了雙邊決策算法，下面我們看一下測試結(jié)果。

運(yùn)行結(jié)果

最大值測試

最小值測試

完整代碼

 /**  
 *@Description: 雙邊匹配決策算法 
 */  
package com.lulei.twosided.matching.decisionmaking;  
 
import com.lulei.util.JsonUtil; 
  
public class TwoSidedDecision { 
  private int num = 10;//個體數(shù)目 
  private boolean maxFlag = true;//是否求最大值 
  private int[][] scoreArray;//AB之間的互評得分 
  private int[] decisionArray;//A選擇B的方式 
   
  public boolean isMaxFlag() { 
    return maxFlag; 
  } 
 
  public void setMaxFlag(boolean maxFlag) { 
    this.maxFlag = maxFlag; 
  } 
 
  /** 
   * @return 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 獲得最后的決策 
   */ 
  public int[] getDecisionArray() { 
    return decisionArray; 
  } 
   
  /** 
   * @return 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 獲取決策的評分 
   */ 
  public int getScoreSum() { 
    int sum = 0; 
    for (int i = 0; i < num; i++) { 
      sum += scoreArray[i][decisionArray[i]]; 
    } 
    return sum; 
  } 
 
  /** 
   * @param num 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 設(shè)置雙邊決策個體個數(shù) 
   */ 
  public void setNum(int num) { 
    if (num < 1) { 
      System.out.println("num must be greater than 0"); 
      return; 
    } 
    this.num = num; 
  } 
   
  /** 
   * @param scoreArray 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 設(shè)置A類個體與B類個體間的評價(jià) 
   */ 
  public void setScoreArray(int[][] scoreArray) { 
    if (scoreArray == null) { 
      System.out.println("scoreArray is null"); 
    } 
    if (!(scoreArray.length == num && scoreArray[0].length == num)) { 
      System.out.println("scoreArray`s must be " + num); 
    } 
    this.scoreArray = scoreArray; 
    decisionArray = new int[num]; 
    //初始決策，對角線 
    for (int i = 0; i < num; i++) { 
      decisionArray[i] = i; 
    } 
    decision(); 
  } 
   
  /** 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 計(jì)算最優(yōu)決策 
   */ 
  private void decision() { 
    if (scoreArray == null || decisionArray == null) { 
      System.out.println("please init scoreArray"); 
    } 
    for (int stepSize = 1; stepSize < num; stepSize++) { 
      //特定步長下的交換 
      while (compare(stepSize)); 
    } 
  }  
   
  /** 
   * @param stepSize 
   * @return 
   * @Author:lulei  
   * @Description: 特定步長比較，返回值確認(rèn)是否發(fā)生交換 
   */ 
  private boolean compare(int stepSize) { 
    for (int i = 0; i < num - stepSize; i++) { 
      int a1 = i; 
      int a2 = i + stepSize; 
      int b1 = decisionArray[a1]; 
      int b2 = decisionArray[a2]; 
      //原始兩個得分之和 
      int score1 = scoreArray[a1][b1] + scoreArray[a2][b2]; 
      int between1 = Math.abs(scoreArray[a1][b1] - scoreArray[a2][b2]); 
      //交換后的兩個得分之和 
      int score2 = scoreArray[a1][b2] + scoreArray[a2][b1]; 
      int between2 = Math.abs(scoreArray[a1][b2] - scoreArray[a2][b1]); 
      if (maxFlag) { //最后的得分最大 
        if (score1 <= score2) {//交換后的分?jǐn)?shù)不小于交換前的 
          //交換后的分?jǐn)?shù)大于交換前的或者交換后的差值大于交換前的 
          if (score1 < score2 || between2 > between1) { 
            decisionArray[a1] = b2; 
            decisionArray[a2] = b1; 
            return true; 
          } 
        } 
      } else { //最后的得分最小 
        if (score1 >= score2) {//交換后的分?jǐn)?shù)不小于交換前的 
          //交換后的分?jǐn)?shù)大于交換前的或者交換后的差值大于交換前的 
          if (score1 > score2 || between2 > between1) { 
            decisionArray[a1] = b2; 
            decisionArray[a2] = b1; 
            return true; 
          } 
        } 
      } 
    } 
    return false; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) { 
    int[][] scoreArray = { 
        {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}, 
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}, 
        {2,3,4,5,6,7,8,9,0,1}, 
        {3,4,5,6,7,8,9,0,1,2}, 
        {4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,}, 
        {5,6,7,8,9,0,1,2,3,4}, 
        {6,7,8,9,0,1,2,3,4,5}, 
        {7,8,9,0,1,2,3,4,5,6}, 
        {8,9,0,1,2,3,4,5,6,7}, 
        {9,0,1,2,3,4,5,6,7,8}}; 
    TwoSidedDecision test = new TwoSidedDecision(); 
    test.setNum(10); 
    test.setMaxFlag(false); 
    test.setScoreArray(scoreArray); 
    System.out.println("最優(yōu)決策"); 
    System.out.println(JsonUtil.parseJson(test.getDecisionArray())); 
    System.out.println("決策得分"); 
    System.out.println(test.getScoreSum()); 
  } 
 
}

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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