多人之间消息共享问题的算法设计
2013-05-07 10:33
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问题描述:有N个人,每个人都掌握一定的消息,如果两个人之间共享之后,这两个人就会掌握彼此全部的消息,那么如果这N个人中每一个人都掌握全部的消息,请问,怎样设计算法才会使共享次数最少?
设计思路是这样的,在N个人中找出M个作为消息收集的人,N-M个人,每人随机从M中找到一个人,将消息汇报给他,M个人彼此进行消息共享,N-M个人再随机找到M中的一个人做信息共享,这样每个人都会掌握N个人的所有信息;
分为三步:
第一步,N-M个人,每人随机从M中找到一个人,做信息共享,分享次数是N-M
第二步,M个人彼此进行消息共享,我们可以假设N个人想共享全部信息,最少的分享次数是Min(N),则M个人彼此进行消息共享就是Min(M)
第三步,N-M个人再随机找到M中的一个人做信息共享,共享次数是N-M
所以有等式Min(N) = N-M+Min(M)+N-M=2N+Min(M)-2M
如果要使Min(N)最小,即让Min(M)-2M最小,
下面用归纳法,
M=0 Min(M)-2M =0
M=1 Min(M)-2M =-2
M=2 Min(M)-2M =-3
M=3 Min(M)-2M =-3
M=4 Min(M)-2M =-4
M=5 Min(M)-2M =-4
M=6 Min(M)-2M =-4
..... ........
由归纳法知,M>=4的时候 Min(M)-2M有最小值-4
此时Min(N)有最小值2N-4
设计思路是这样的,在N个人中找出M个作为消息收集的人,N-M个人,每人随机从M中找到一个人,将消息汇报给他,M个人彼此进行消息共享,N-M个人再随机找到M中的一个人做信息共享,这样每个人都会掌握N个人的所有信息;
分为三步:
第一步,N-M个人,每人随机从M中找到一个人,做信息共享,分享次数是N-M
第二步,M个人彼此进行消息共享,我们可以假设N个人想共享全部信息,最少的分享次数是Min(N),则M个人彼此进行消息共享就是Min(M)
第三步,N-M个人再随机找到M中的一个人做信息共享,共享次数是N-M
所以有等式Min(N) = N-M+Min(M)+N-M=2N+Min(M)-2M
如果要使Min(N)最小,即让Min(M)-2M最小,
下面用归纳法,
M=0 Min(M)-2M =0
M=1 Min(M)-2M =-2
M=2 Min(M)-2M =-3
M=3 Min(M)-2M =-3
M=4 Min(M)-2M =-4
M=5 Min(M)-2M =-4
M=6 Min(M)-2M =-4
..... ........
由归纳法知,M>=4的时候 Min(M)-2M有最小值-4
此时Min(N)有最小值2N-4
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