01揹包 完全揹包 多重揹包

2021-06-28 18:09:10 字數 3927 閱讀 1785

01揹包(zeroonepack): 

有n件物品和乙個容量為v的揹包。(每種物品均只有一件)第i件物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。

完全揹包(completepack):

有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。第i種物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。

多重揹包(multiplepack):

有n種物品和乙個容量為v的揹包。第i種物品最多有n[i]件可用,每件費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。

比較三個題目,會發現不同點在於每種揹包的數量,01揹包是每種只有一件,完全揹包是每種無限件,而多重揹包是每種有限件。

①、01揹包

有n件物品和乙個容量為v的揹包。(每種物品均只有一件)第i件物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。

這是最基礎的揹包問題,特點是:每種物品僅有一件,可以選擇放或不放。

用子問題定義狀態:即f[i][v]表示前i件物品恰放入乙個容量為v的揹包可以獲得的最大價值。則其狀態轉移方程便是:

f[i][v]=max

把這個過程理解下:在前i件物品放進容量v的揹包時,

它有兩種情況:

第一種是第i件不放進去,這時所得價值為:f[i-1][v]

第二種是第i件放進去,這時所得價值為:f[i-1][v-c[i]]+w[i]

(第二種是什麼意思?就是如果第i件放進去,那麼在容量v-c[i]裡就要放進前i-1件物品)

最後比較第一種與第二種所得價值的大小,哪種相對大,f[i][v]的值就是哪種。

(這是基礎,要理解!)

這裡是用二位陣列儲存的,可以把空間優化,用一位陣列儲存。

用f[0..v]表示,f[v]表示把前i件物品放入容量為v的揹包裡得到的價值。把i從1~n(n件)迴圈後,最後f[v]表示所求最大值。*

這裡f[v]就相當於二位陣列的f[i][v]。那麼,如何得到f[i-1][v]和f[i-1][v-c[i]]+w[i]?(重點!思考)

首先要知道,我們是通過i從1到n的迴圈來依次表示前i件物品存入的狀態。即:for i=1..n
現在思考如何能在是f[v]表示當前狀態是容量為v的揹包所得價值,而又使f[v]和f[v-c[i]]+w[i]標籤前一狀態的價值?

逆序!

只有v從大到小,這樣v-c[i]才能比v更晚更新,所以f[v]和f[v-c[i]]+w[i]記錄的是上一重迴圈留下的值,也就是上乙個狀態。這才是前一狀態的真正含義。

這就是關鍵!

[cpp]view plain

copy

fori=1..n  

forv=v..0  

f[v]=max;  

分析上面的**:當內迴圈是逆序時,就可以保證後乙個f[v]和f[v-c[i]]+w[i]是前一狀態的!

資料:  測試資料: 10,3 3,4 4,5 5,6 

這個圖表畫得很好,藉此來分析: 

c[v]從物品i=1開始,迴圈到物品3,期間,每次逆序得到容量v在前i件物品時可以得到的最大值。

這裡以一道題目來具體看看:

題目:**在這裡:

完全揹包:

完全揹包(completepack): 有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。第i種物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。  完全揹包按其思路仍然可以用乙個二維陣列來寫出:

同樣可以轉換成一維陣列來表示:

偽**如下:

[cpp]view plain

copy

fori=1..n  

forv=0..v  

f[v]=max  

順序!想必大家看出了和01揹包的區別,這裡的內迴圈是順序的,而01揹包是逆序的。

現在關鍵的是考慮:為何完全揹包可以這麼寫?

在次我們先來回憶下,01揹包逆序的原因?是為了是max中的兩項是前一狀態值,這就對了。

那麼這裡,我們順序寫,這裡的max中的兩項當然就是當前狀態的值了,為何?

因為每種揹包都是

無限的。當我們把i從1到n迴圈時,f[v]表示容量為v在前i種揹包時所得的價值,這裡我們要新增的不是前乙個揹包,而是當前揹包。所以我們要考慮的當然是當前狀態。

這裡同樣給大家一道題目: 

題目:**:

時間限制:

3000 ms  |  記憶體限制:

65535 kb

難度: 4

描述 直接說題意,完全揹包定義

有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。

第i種物品的體積是c,價值是w。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的體積總和不超過揹包容量,且價值總和最大。本題要求是揹包

恰好裝滿揹包時,求出最大價值總和是多少。如果不能恰好裝滿揹包,輸出no

輸入第一行: n 表示有多少組測試資料(n<7)。

接下來每組測試資料的第一行有兩個整數m,v。 m表示物品種類的數目,v表示揹包的總容量。(0輸出

對應每組測試資料輸出結果(如果能恰好裝滿揹包,輸出裝滿揹包時揹包內物品的最大價值總和。 如果不能恰好裝滿揹包,輸出no)

樣例輸入

2

1 52 2

2 52 2

5 1

樣例輸出

no

1

/*完全揹包與01揹包在實現起來最大的區別就是乙個順序乙個逆序,

至於為什麼,想象一下轉化圖就可以。因為01揹包需要的是上乙個

迴圈遺留下來的那些值,而完全揹包需要的是這一層已經得到的值.

即表達的是乙個物品可以放無數次。另外這道題要求的是剛好填滿

揹包,所以就有乙個技巧,就是開始時只把dp[0]初始化為0,其他

都是負無窮,所以在dp更新的時候只有達到0才會產生乙個正值。*/

#include #include #define inf 0xfffffff

using namespace std;

int dp[50003], w[2003], v[2003];

int main()

if(dp[s] > 0)

printf("%d\n", dp[s]);

else

printf("no\n");

} return 0;

}

多重揹包

多重揹包(multiplepack): 有n種物品和乙個容量為v的揹包。第i種物品最多有n[i]件可用,每件費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。 

這題目和完全揹包問題很類似。基本的方程只需將完全揹包問題的方程略微一改即可,因為對於第i種物品有n[i]+1種策略:取0件,取1件……取n[i]件。令f[i][v]表示前i種物品恰放入乙個容量為v的揹包的最大權值,則有狀態轉移方程: 

這裡同樣轉換為01揹包: 

普通的轉換對於數量較多時,則可能會超時,可以轉換成二進位制(暫時不了解,所以先不講)  對於普通的。就是多了乙個中間的迴圈,把j=0~bag[i],表示把第i中揹包從取0件列舉到取bag[i]件。 

給出乙個例題: 

題目:**:

揹包 01揹包,完全揹包,多重揹包

哈哈 01揹包 f i v max 完全揹包 f i v max 多重揹包 f i v max include include include include include define maxn 1000 using namespace std int n,cap int w maxn 重量 花...

01揹包 完全揹包 多重揹包

01揹包 zeroonepack 有n件物品和乙個容量為v的揹包,每種物品均只有一件。第i件物品的費用是c i 價值是w i 求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。include include includeusing namespace std const int n 1000 10 int ...

01揹包,完全揹包,多重揹包

01揹包 include int c 101 1001 定義100個物品1000重量的總價值陣列 void calcmaxvalues int n,int t w v 101 w單個物品的重量,v單個物品的價值 for i 1 i n i for i 1 i n i else else printf...