JAVA實現雙邊決策的樣本_java

現實生活中存在很多問題，比如商品買賣如何?商家利潤最大化？大學生招生錄取如何?整體效果最好？病人醫生如何?整體服務水平最高等？這些我們都可以把他統一的轉化為雙邊決策問題。下面先說說自己對雙邊決策的理解。

雙邊決策——個人理解

為了協助大家理解，我用一個簡單的例子介紹什麼是雙邊決策，加入現在市場上有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，那麼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。

演算法介紹

目前關於雙邊決策的實現演算法有很多，下面就介紹一種自己想到的（如有雷同，純屬巧合），這個演算法是基於之前自己寫的一篇遺傳演算法的文章想到的。自己這個演算法要求顧客和商品的數目必須一致，並且是一對一的關係，如果數目不一致或者是一對N（N是一個具體值）的時候，我們可以通過構建虛擬商品（顧客）來使用這個演算法，下面我就簡單介紹下演算法思想：

1）我們首先選取一個分配方案，這裡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設定為1；

3）判斷step是否超過數組長度，如果超過結束演算法，如果沒超過繼續執行下一步；

4）比較step步長下的兩位顧客，假設將他們的分配方案對調，如果對調之後的滿意度大於對調前的滿意度就進行對調，否則保持原樣，將比較位往後移動一位繼續進行第4）步；

5）該步長step下已經沒有可以對調的分配方案，將步長step加1；

6）跳到第3）步繼續執行。

在上述演算法描述中，我們重點介紹下第4）步，這裡我們假設第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，這裡我們將他們的分配方案對調，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小於SCORE2，那麼我們就改變分配策略，否則保持原來的分配策略。

Java程式碼分析

對於上面的介紹也許並不是太具體，或者並不知道用JAVA如何?，下面我們就對如何?做拆解：

1）在寫演算法的時候，我們首先需要定義一些常量、儲存分配方案等：

public class TwoSidedDecision {   private int num = 10;//個體數目   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 }   

這裡有一個maxFlag屬性，他的作用是用來標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用來標識個體的個數，scoreArray數組用來表示使用者對商品的滿意度，decisionArray用來儲存商品的分配方案，decisionArray[0]表示編號為0的顧客分配的商品是decisionArray[0]；

2）在運行演算法之前，我們需要設定個體數目

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

3）顧客對商品進行滿意度打分並確定初始分配方案

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）然後進行演算法描述中的第4）步，確認分配方案是否對調

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]);     //交換後的兩個得分之和     int score2 = scoreArray[a1][b2] + scoreArray[a2][b1];     int between2 = Math.abs(scoreArray[a1][b2] - scoreArray[a2][b1]);     if (maxFlag) { //最後的得分最大       if (score1 <= score2) {//交換後的分數不小於交換前的         //交換後的分數大於交換前的或者交換後的差值大於交換前的         if (score1 < score2 || between2 > between1) {           decisionArray[a1] = b2;           decisionArray[a2] = b1;           return true;         }       }     } else { //最後的得分最小       if (score1 >= score2) {//交換後的分數不小於交換前的         //交換後的分數大於交換前的或者交換後的差值大於交換前的         if (score1 > score2 || between2 > between1) {           decisionArray[a1] = b2;           decisionArray[a2] = b1;           return true;         }       }     }   }   return false; } 

這個方法的傳回值是確認該步長下是否發生對調，如果該步長沒有發生對調，我們可以進行下一個步長的比較。這樣就完成了雙邊決策演算法，下面我們看一下測試結果。

運行結果

最大值測試

最小值測試

完整代碼

 /**   *@Description: 雙邊匹配決策演算法  */  package com.lulei.twosided.matching.decisionmaking;   import com.lulei.util.JsonUtil;   public class TwoSidedDecision {   private int num = 10;//個體數目   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: 獲得最後的決策    */   public int[] getDecisionArray() {     return decisionArray;   }      /**    * @return    * @Author:lulei     * @Description: 擷取決策的評分    */   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: 設定雙邊決策個體個數    */   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: 設定A類個體與B類個體間的評價    */   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: 計算最優決策    */   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，傳回值確認是否發生交換    */   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]);       //交換後的兩個得分之和       int score2 = scoreArray[a1][b2] + scoreArray[a2][b1];       int between2 = Math.abs(scoreArray[a1][b2] - scoreArray[a2][b1]);       if (maxFlag) { //最後的得分最大         if (score1 <= score2) {//交換後的分數不小於交換前的           //交換後的分數大於交換前的或者交換後的差值大於交換前的           if (score1 < score2 || between2 > between1) {             decisionArray[a1] = b2;             decisionArray[a2] = b1;             return true;           }         }       } else { //最後的得分最小         if (score1 >= score2) {//交換後的分數不小於交換前的           //交換後的分數大於交換前的或者交換後的差值大於交換前的           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("最優決策");     System.out.println(JsonUtil.parseJson(test.getDecisionArray()));     System.out.println("決策得分");     System.out.println(test.getScoreSum());   }  } 

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