0-1背包问题

本文介绍了一种解决0-1背包问题的方法,通过两种不同的动态规划算法实现:一种使用二维数组,另一种采用一维滚动数组优化空间复杂度。示例代码展示了如何计算在给定物品重量与价值的情况下,不超过背包容量的最大价值。
/**
 * Created by fhqplzj on 16-8-20 at 上午11:56.
 */
public class Knapsack {
    private int knap(int[] w, int[] v, int W) {
        assert w.length == v.length : "The length of w and v must be equal!";
        int n = w.length;
        int[][] dp = new int[n + 1][W + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= W; j++) {
                if (j < w[i - 1]) {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j];
                } else {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - w[i - 1]] + v[i - 1]);
                }
            }
        }
        return dp[n][W];
    }

    private int knap2(int[] w, int[] v, int W) {
        assert w.length == v.length : "The length of w and v must be equal!";
        int n = w.length;
        int[] dp = new int[W + 1];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = W; j > 0; j--) {
                if (j >= w[i]) {
                    dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - w[i]] + v[i]);
                }
            }
        }
        return dp[W];
    }

    public static void main(String[] args) {
        Knapsack knapsack = new Knapsack();
        int[] w = {2, 2, 6, 5, 4};
        int[] v = {6, 3, 5, 4, 6};
        int W = 10;
        int result = knapsack.knap2(w, v, W);
        System.out.println("result = " + result);
    }
}

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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