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  • 电路布线算法(java)

    2019-05-02 21:41:19
    电路布线算法 要求: 电路布线算法的要求,随机生成一个上端接线柱i与下端接线柱π(i)(10个),求解最大不相交子集MNS(i,j),并求出导线集Nets。 解决方案: 首先通过算法pailie随机生成一个排列表示导线集,数组下标i...

    电路布线算法

    要求: 电路布线算法的要求,随机生成一个上端接线柱i与下端接线柱π(i)(10个),求解最大不相交子集MNS(i,j),并求出导线集Nets。

    解决方案: 首先通过算法pailie随机生成一个排列表示导线集,数组下标i表示上端接线柱,c[i]表示与i相连的下端接线柱;其次用算法mnset得出一个二维数组size[i][j]表示函数Size(i,j)的值,并以此为基础通过算法traceback构造最优解MNS(n,n)。
    代码用书上的,其中,要注意的一点是数组是从下标1开始与接线柱对应的。

    代码如下:

    package exercise;
    
    import java.util.ArrayList;
    
    public class CircuitWiring {
    	//随机生成1-10的一个排列表示下端接线柱π(i)
    	public int [] pailie() {
    		int[] c = new int[11];
    		c[0] = 0;
            ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            for (int i = 1; i < 11; i++) {
                temp.add(i);
            }
            //随即抽取集合的数字给数组
            int index = 1;
            while (true) {
                if(list.size()==10){
                    break;
                }
                int it = temp.get((int) (Math.random() * 10));
                if (list.contains(it)) {
                    continue;
                } else {
                    c[index] = it;
                    list.add(it);
                    index++;
                }
            }
            return c;
    	} 
        //求解最大不相交子集的Size(i,j)
    	public void mnset(int[] c,int[][] size) {
    		int n = c.length-1;//下标从1开始
    		for(int j=0;j<c[1];j++) {//i=1时
    			size[1][j] = 0;
    		}
    		for(int j=c[1];j<=n;j++) {
    			size[1][j] = 1;
    		}
    		for(int i=2;i<n;i++) {//i》1时
    			for(int j=0;j<c[i];j++) {
    				size[i][j] = size[i-1][j];
    			}
    			for(int j=c[i];j<=n;j++) {
    				size[i][j] = Math.max(size[i-1][j], size[i-1][c[i]-1]+1);
    			}
    		}
    		size[n][n] = Math.max(size[n-1][n], size[n-1][c[n]-1]+1);//i=n
    	}
    	//构造最优解MNS(n,n)
    	public int traceback(int[] c,int[][] size,int[]net) {
    		int n = c.length-1;
    		int j = n;
    		int m = 0;
    		for(int i=n;i>1;i--) {
    			if(size[i][j]!=size[i-1][j]) {//(i,c[i])属于最大不相交子集
    				net[m++] = i;
    				j = c[i]-1;
    			}
    		}
    		if(j>c[1]) //i=1时
    			net[m++] = 1;
    		System.out.println("最大不相交子集为:");
    		for (int t = m - 1; t >= 0; t--) {
    			System.out.print("("+net[t]+","+c[net[t]]+")");
    		}
    		return m;
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		CircuitWiring lu = new CircuitWiring();
    		int[] c = lu.pailie();
    		int[][] size =new int[c.length][c.length];
    		int[] net = new int[c.length];
            System.out.println("导线集Nets为:");
            for (int i = 1; i < c.length; i++) {
            System.out.print("("+i+","+c[i] + ")"+" ");
    	}
            System.out.println();
    		lu.mnset(c, size);
    		int num = lu.traceback(c, size, net);
    		System.out.println();
    		System.out.println("最大不相交子集的大小为::"+num);
    }
    }
    
    

    结果:
    在这里插入图片描述

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    在一块电路板的上、下两端分别有n个接线柱。根据电路设计,要求用导线(i,π(i)) 将上端接线柱i与下端接线柱π(i)相连,如下图。其中,π(i),1≤ i ≤n,是{1,2,…,n}的一个排列。导线(I, π(i))称为该电路板上的第i条连线。对于任何1 ≤ i ≤ j ≤n,第i条连线和第j条连线相交的充要条件是π(i)> π(j).

    public class dianlubuxian {
    	public int[] c;//
    	public int[][] size;//最大不想交子集
    	public int[] net;
    	public dianlubuxian(int[] cc){
    		this.c=cc;
    		this.size=new int[cc.length][cc.length];//下标从1开始
    		this.net=new int[cc.length];
    	}
    	public static void mnset(int []c,int [][]size)
    	{
    		int n=c.length-1;
    		for(int j=0;j<c[1];j++)
    			size[1][j]=0;
    		for(int j=c[1];j<=n;j++)
    			size[1][j]=1;
    		for(int i=2;i<n;i++) {
    			for(int j=0;j<=c[i];j++)
    				size[i][j]=size[i-1][j];
    			for(int j=c[i];j<=n;j++)
    				size[i][j]=Math.max(size[i-1][j], size[i-1][c[i]-1]+1);
    		}
    		size[n][n]=Math.max(size[n-1][n], size[n-1][c[n]-1]+1);
    	}
    	public static int traceback(int []c,int [][]size,int []net) {
    		int n=c.length-1;
    		int j=n;
    		int m=0;
    		for(int i=n;i>1;i--)
    			if(size[i][j]!= size[i-1][j]) {
    				net[m++]=i;
    				j=c[i]-1;}
    		    if(j>=c[1])
    		    	net[m++]=1;
    		    System.out.println("最大不相交连线分别为:");
    		    for (int t = m - 1; t >= 0; t--) {
    				System.out.println(net[t]+"  "+c[net[t]]);
    			}
    		return m;
    		
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		int[] c = {0,8,7,4,2,5,1,9,3,10,6};//下标从1开始,第一个数,0不算,总共10个数
    		dianlubuxian di = new dianlubuxian(c);
    		di.mnset(di.c, di.size);
    		int x = di.traceback(di.c, di.size, di.net);
    		System.out.println("最大不相交连线数目为:"+x);
    	}
    
    }
    
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    展开全文
  • 更多算法布线速度的比较见下表   p13 p14 p15 p16 p17     【后注】我在《半导体学报》上早先已开登过与本文同名文章,其中有部分内容和本文重,但仅仅一小部分,本文所讲的“基本概念”那里...

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    更多算法布线速度的比较见下表

     

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    p14

    p15

    p16

    p17

     

     

    【后注】我在《半导体学报》上早先已开登过与本文同名文章,其中有部分内容和本文重,但仅仅一小部分,本文所讲的“基本概念”那里完全没有介绍,而不了解基本概念实际完全不可能理解其余内容,也无法动手去实际编写布线程序,此外,由于受刊物字数限制,学报上刊登的算法种类与运行例子也被大量削减,没有如本文那样作完整介绍。当然那里也有本篇没有介绍的新东西,包括程序对Deutche困难问题的处理。为便于阅读,学报文章我在CSDN上也已介绍过,同时补充了程序的移植和应用,所以也不妨去参看一下,见

                               http://blog.csdn.net/zzwu/article/details/8253886

     

    【完】

     

     

     

    检查:1. 空行较多,可压缩;2.图9和p15、p16等许多页有水印不好

     

     

     

     

     

     

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