揹包問題之多重揹包問題

2021-10-03 20:18:58 字數 1842 閱讀 3879

問題描述:有n個物品,第i個物品的重量與價值分別為 w[i

]w[i]

w[i]

與 v[i]

v[i]

v[i]

且第i種物品最多有p[i]件。揹包容量為v,試問在每個物品不超過其上限的件數(物品必須保持完整)的情況下,如何讓揹包裝入的物品具有更大的價值總和。現有資料如下:

w =[2

,3,4

,5];

v =[3,

4,5,

6];p =[1

,1,1

,1];

// 結果與0-1揹包一樣。

v =8

;

解題思路:令 dp[

i][j

]dp[i][j]

dp[i][

j]表示從編號1~i的物品中挑選任意數量的任意物品放入容量為j的揹包中得到的最大價值,那麼有 dp[

i][j

]=ma

xdp[i][j]=max\

dp[i][

j]=m

ax。

public

intknapsackproblem

(int

w,int[

] v,

int[

] p,

int cap)}}

return dp[w.length]

[cap]

;}

時間複雜度為 o(n

v∑p[

i]

)o(nv \sum p[i])

o(nv∑p

[i])

,略高。

時間優化:將該問題轉換為0-1揹包問題,即若第i種物品有s件,那麼可以將其分成s份」不同「的物品。但是略複雜。

二進位制優化法:若要表示1~s之內的任意乙個數字,只需要 log

2(s)

log_2(s)

log2​(

s)向上取整個數即可完全表示,分別取 1,2

,4,⋯

,2lo

g2(x

)1,2,4,\cdots, 2^(x)}

1,2,4,

⋯,2l

og2​

(x) 個數,若最有乙個數不足 2lo

g2(x

)2^(x)}

2log2​

(x),則取 s−1

−2−4

−⋯

s-1-2-4-\cdots

s−1−2−

4−⋯。即十進位制數10可以用4個數表示,分別是1,2,4,3。前三個數最大能表示的數是7。故剩下乙個數取10-7=3。此時原問題就轉換為0-1揹包問題了。

public

intknapsackproblem

(int

w,int[

] v,

int[

] p,

int cap)}if

(s >0)

}}return dp[cap]

;}

時間複雜度為 o(n

v∑lo

g2(p

[i])

)o(nv\sum log_(p[i]))

o(nv∑l

og2​

(p[i

]))。

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