01揹包問題 完全揹包問題 多重揹包問題

2021-08-18 05:42:30 字數 3127 閱讀 1661

0-1 揹包問題:給定 n 種物品和乙個容量為 c 的揹包,物品 i 的重量是 wi,其價值為 vi 。

問:應該如何選擇裝入揹包的物品,使得裝入揹包中的物品的總價值最大?

分析一波,面對每個物品,我們只有選擇拿取或者不拿兩種選擇,不能選擇裝入某物品的一部分,也不能裝入同一物品多次。

解決辦法:宣告乙個 大小為  m[n][c] 的二維陣列,m[ i ][ j ] 表示 在面對第 i 件物品,且揹包容量為  j 時所能獲得的最大價值,那麼我們可以很容易分析得出 m[i][j] 的計算方法,

(1). j < w[i] 的情況,這時候揹包容量不足以放下第 i 件物品,只能選擇不拿

m[ i ][ j ] = m[ i-1 ][ j ]

(2). j>=w[i] 的情況,這時揹包容量可以放下第 i 件物品,我們就要考慮拿這件物品是否能獲取更大的價值。

如果拿取,m[ i ][ j ]=m[ i-1 ][ j-w[ i ] ] + v[ i ]。 這裡的m[ i-1 ][ j-w[ i ] ]指的就是考慮了i-1件物品,揹包容量為j-w[i]時的最大價值,也是相當於為第i件物品騰出了w[i]的空間。

如果不拿,m[ i ][ j ] = m[ i-1 ][ j ] , 同(1)

究竟是拿還是不拿,自然是比較這兩種情況那種價值最大。

由此可以得到狀態轉移方程:

if(j>=w[i])  

m[i][j]=max(m[i-1][j],m[i-1][j-w[i]]+v[i]);

else

m[i][j]=m[i-1][j];

例:0-1揹包問題。在使用動態規劃演算法求解0-1揹包問題時,使用二維陣列m[i][j]儲存揹包剩餘容量為j,可選物品為i、i+1、……、n時0-1揹包問題的最優值。繪製

價值陣列v = ,

重量陣列w = ,

揹包容量c = 12時對應的m[i][j]陣列。01

2345

6789

1011121

0008

8888

8888

2000

881010

1010

1818183

0668

8141416

1618

182440

6699

1414

1717

1919245

0669

9141417

1719

212462

68911

1416

1719

1921

24(第一行和第一列為序號,其數值為0)

如m[2][6],在面對第二件物品,揹包容量為6時我們可以選擇不拿,那麼獲得價值僅為第一件物品的價值8,如果拿,就要把第一件物品拿出來,放第二件物品,價值10,那我們當然是選擇拿。m[2][6]=m[1][0]+10=0+10=10;依次類推,得到m[6][12]就是考慮所有物品,揹包容量為c時的最大價值。

#include #include using namespace std;  

const int n=15;

int main()

; int w[n]=;

int m[n][n];

int n=6,c=12;

memset(m,0,sizeof(m));

for(int i=1;i<=n;i++)

} for(int i=1;i<=n;i++)

} x[1]=(m[1][c]>0)?1:0;

}

例:

某工廠預計明年有a、b、c、d四個新建專案,每個專案的投資額wk及其投資後的收益vk如下表所示,投資總額為30萬元,如何選擇專案才能使總收益最大?

project

wk

vka

1512b10

8c129

d85

#include #include using namespace std;  

const int n=150;

int v[n]=;

int w[n]=;

int x[n];

int m[n][n];

int c=30;

int n=4;

void traceback()

} x[1]=(m[1][c]>0)?1:0;

}

int main()

}/*

for(int i=1;i<=6;i++)

}完全揹包:

for( i=1;i<=n;i++)

}題目**:

#include#include#includeusing namespace std;

int dp[100005];

int value[100005],weight[100005];

int main()

dp[0]=0;

for(int i=1;i<=n;i++)

}if(dp[m]!=0x3f3f3f3f)

printf("the minimum amount of money in the piggy-bank is %d.\n",dp[m]);

else

cout<<"this is impossible."《多重揹包:

對於多重揹包而言,就是在每個物品的基礎上多出了乙個數量,不再像完全揹包一樣可以無限的選取,這樣我們就要在選取時判斷是否還有該物品。

動態轉移方程為:

for(int i=1;i<=n;i++)}}

解題**:

#include#include#includeusing namespace std;

int dp[100005];

int value[100005],weight[100005],num[100005];

int main()

for(int i=1;i<=n;i++)}}

cout<}

return 0;

}

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