動態規劃之01揹包詳解 解題報告

2021-09-22 13:26:22 字數 2451 閱讀 1208

01揹包問題,是用來介紹動態規劃演算法最經典的例子,網上關於01揹包問題的講解也很多,我寫這篇文章力爭做到用最簡單的方式,最少的公式把01揹包問題講解透徹。

f[i,j]表示在前i件物品中選擇若干件放在承重為 j 的揹包中,可以取得的最大價值。

pi表示第i件物品的價值。

決策:為了揹包中物品總價值最大化,第 i件物品應該放入揹包中嗎 ?

題目描述:

有編號分別為a,b,c,d,e的五件物品,它們的重量分別是2,2,6,5,4,它們的價值分別是6,3,5,4,6,現在給你個承重為10的揹包,如何讓揹包裡裝入的物品具有最大的價值總和?

name

weight

value12

3456

78910

a260

6699

1212

151515b

2303

3669

991011c6

5000

6666

61011d

5400

0666

661010e4

6000

6666

666

只要你能通過找規律手工填寫出上面這張表就算理解了01揹包的動態規劃演算法。

首先要明確這張表是至底向上,從左到右生成的。

為了敘述方便,用e2單元格表示e行2列的單元格,這個單元格的意義是用來表示只有物品e時,有個承重為2的揹包,那麼這個揹包的最大價值是0,因為e物品的重量是4,揹包裝不了。

對於d2單元格,表示只有物品e,d時,承重為2的揹包,所能裝入的最大價值,仍然是0,因為物品e,d都不是這個揹包能裝的。

同理,c2=0,b2=3,a2=6。

對於承重為8的揹包,a8=15,是怎麼得出的呢?

根據01揹包的狀態轉換方程,需要考察兩個值,

乙個是f[i-1,j],對於這個例子來說就是b8的值9,另乙個是f[i-1,j-wi]+pi;

在這裡,

f[i-1,j]表示我有乙個承重為8的揹包,當只有物品b,c,d,e四件可選時,這個揹包能裝入的最大價值

f[i-1,j-wi]表示我有乙個承重為6的揹包(等於當前揹包承重減去物品a的重量),當只有物品b,c,d,e四件可選時,這個揹包能裝入的最大價值

f[i-1,j-wi]就是指單元格b6,值為9,pi指的是a物品的價值,即6

由於f[i-1,j-wi]+pi = 9 + 6 = 15 大於f[i-1,j] = 9,所以物品a應該放入承重為8的揹包

1 #include2

using

namespace

std;

3#define v 1500

4 unsigned int f[10][v];//

全域性變數,自動初始化為0

5 unsigned int weight[10

];6 unsigned int value[10];7

#define max(x,y) (x)>(y)?(x):(y)

8int

main()918

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

19for (int j=1; j<=m; j++)

2025

else

26 f[i][j]=f[i-1

][j];27}

2829 cout輸出最優解

30 }

可以進一步優化記憶體使用。上面計算f[i][j]可以看出,在計算f[i][j]時只使用了f[i-1][0……j],沒有使用其他子問題,因此在儲存子問題的解時,只儲存f[i-1]子問題的解即可。這樣可以用兩個一維陣列解決,乙個儲存子問題,乙個儲存正在解決的子問題。

再進一步思考,計算f[i][j]時只使用了f[i-1][0……j],沒有使用f[i-1][j+1]這樣的話,我們先計算j的迴圈時,讓j=m……1,只使用乙個一維陣列即可。

for i=1……n

for j=m……1

f[j]=max(f[j],f[j-weight[i]+value[i])

1 #include2

using

namespace

std;

3#define v 1500

4 unsigned int f[v];//

全域性變數,自動初始化為0

5 unsigned int weight[10

];6 unsigned int value[10];7

#define max(x,y) (x)>(y)?(x):(y)

8int

main()918

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

19for (int j=m; j>=1; j--)

20 25}

2627 cout輸出最優解

28 }

0 1揹包問題(動態規劃) 解題報告

利用動態規劃,以自底向上的方式解各子問題。解題思路 此問題可轉化為 給定c 0,wi 0,vi 0,1 i n,要求找出一 個n元0 1向量 x1,x2,xn xi 1 i n,使得 wixi c,而且 vixi達到最大。因此,0 1揹包是乙個特 殊的整數規劃問題 max vixi s.t.wixi...

動態規劃之0 1揹包詳解

動態規劃是用空間換時間的一種方法的抽象。其關鍵是發現子問題和記錄其結果。然後利用這些結果減輕運算量。比如01揹包問題。乙個旅行者有乙個最多能用m公斤的揹包,現在有n件物品,它們的重量分別是w1,w2,wn,它們的價值分別為p1,p2,pn.若每種物品只有一件求旅行者能獲得最大總價值。輸入格式 m,n...

動態規劃之0 1揹包詳解

動態規劃是用空間換時間的一種方法的抽象。其關鍵是發現子問題和記錄其結果。然後利用這些結果減輕運算量。比如01揹包問題。乙個旅行者有乙個最多能用m公斤的揹包,現在有n件物品,它們的重量分別是w1,w2,wn,它們的價值分別為p1,p2,pn.若每種物品只有一件求旅行者能獲得最大總價值。輸入格式 m,n...