Python動態規劃實現虛擬機部署的算法思想

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題目描述

考慮到在虛擬機部署中資源提供商通常希望自己的收益最大化，現假設有一臺宿主機，共有x個cpu和y GB的內存，用戶可以采取自己報價的方式向資源提供商申請使用虛擬機資源，譬如說付w元申請a個cpu和b GB內存的一臺虛擬機。請你設計一個算法，讓資源提供商可以合理地安排虛擬機，使得自己的收益最大化。
輸入：
n x y
2 4 200
4 2 150
…
說明，n表示共有n條用戶報價申請，宿主機共有x個cpu和y GB的內存；
以下n行，每行表示用戶申請的cpu和內存數，以及用戶報價的金額。

算法思想

該問題為尋找全局最優解問題，采用動態規劃的思想。找最大利益是最終的問題，可以將最大利益的子問題看做是已經報價的每個用戶最大金額，並將其所要求的CPU數和內存數加入到總的需求總，與提供的CPU數和內存容納進行對比。解決瞭目前最大報價的用戶，下一個最大報價又可以看做是一個子問題，但CPU和內存容量需要減去已經分配的，如此反復，到CPU和內存容量不能滿足任何一個用戶要求為止，最優解便求得。

測試結果

運行結果:

在這裡插入圖片描述

源代碼

import sys  
print("請輸入申請虛擬機的用戶個數，cpu個數，內存容量：")
a = list(map(int, input().split()))  # 用數組a來存儲參與報價的用戶的個數,雲端要存儲的cpu個數，容量大小  
a1 = a[0]  # 存儲用戶個數，要輸入幾行數據  
a2 = a[1]  # 存儲cpu的個數  
a3 = a[2]  # 存儲容量  
b = []
cpu_num=0
size_num=0
money=0

b1 = [0]*a1  #數組b1存儲用戶報價   
p1 = [0]*a1  #數組p1記錄報價金額的位置

for i in range(a1):
    print("請輸入第",i+1,"個用戶的申請CPU個數 內存容量 報價：")
    b.append(list(map(int, input().split())))

for k in range(a1):  
	b1[k] = b[k][2] 
	p1[k] = k  

for i in range(0,a1-1):
    for j in range(1,a1-i):
        if b1[j]>b1[j-1]:
            temp=b1[j-1]
            b1[j-1]=b1[j]
            b1[j]=temp
            temp=p1[j-1]
            p1[j-1]=p1[j]
            p1[j]=temp
def Fun(i):
    global cpu_num,size_num,money
    cpu_num=cpu_num+b[p1[i]][0]
    size_num=size_num+b[p1[i]][1]
    money=money+b[p1[i]][2]
    
    if cpu_num>a2 or size_num>a3:
        money=money-b[p1[i]][2]
        cpu_num=cpu_num-b[p1[i]][0]
        size_num=size_num-b[p1[i]][1]
        
for i in range(a1):
    Fun(i)
print("最大化收益：",money)

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