洛谷 P1048 [NOIP2005 普及组] 采药

这篇博客介绍了如何解决NOIP2005普及组的采药问题,该问题是一个典型的动态规划中的01背包问题。文章详细阐述了01背包问题的概念,给出了输入输出样例,并解析了状态转移方程,最后提供了相应的代码实现。

典型的动态规划中的01背包问题

何为01背包问题

01背包问题:每件物品是不可以被分割的,也就是说,这件物品要么装进背包内带走,要么不带走。0表示该物品没有被带走(没有被装进背包内),1表示带走该物品。


输入输出样例及说明

输入

70 3
71 100
69 1
1 2

输出

3
由于采每株草药的时间是不可以被分割的,只能选择采或不采。这里选择第二株草药和第三株草药带走。(花费时间)为69+1=70,未超过背包容量(总时间),价值是:1+2=3

状态转移方程

状态

f(i,j)表示前i株草药,在剩余时间为j时能获得的最大价值。

状态转移方程

状态转移方程

此处分两种情况:

①前i-1株草药在剩余时间为j时可以获得最大值,即不采第i株草药;
②前i-1株草药在剩余时间为j-w[i]时获得最大价值 + 第i株草药价值v[i],即采第i株草药

代码

#include<bits/stdc++.h>//万能头
using namespace std;
const 
P1048 [NOIP 2005 普及组] 采药问题是经典的 0 - 1 背包问题。辰辰需要在总时间 T 内采摘 M 株草药,每株草药有采摘时间 `tim[i]` 和价值 `val[i]`,目标是在不超过总时间的前提下,最大化采摘草药的总价值,且每种草药只能选择采或不采(不可分割)。 ### 解题思路 该问题本质上是背包容量为总时间 T,物品为草药,物品重量为采摘时间,物品价值为草药价值的 0 - 1 背包问题。可采用动态规划解法: - **定义状态**:定义 `dp[i][j]` 表示考虑前 i 株草药,在时间 j 内能获得的最大价值。 - **状态转移方程**: - 不选第 i 株草药:`dp[i][j] = dp[i - 1][j]`。 - 选第 i 株草药(需 `j ≥ tim[i]`):`dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - 1][j - tim[i]] + val[i])`。 - **初始化**:`dp[0][j] = 0`(没有草药时价值为 0)。 - **答案**:`dp[M][T]`(前 M 株草药在时间 T 内的最大价值)。 也可用一维数组(滚动数组)优化空间,不过原代码使用二维数组更易理解 [^4]。 ### 代码实现 #### 二维数组实现 ```cpp #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int w[1005], v[1005]; int f[1005][1005]; int main() { int a, b; cin >> a >> b; for(int i = 1; i <= b; i++) cin >> w[i] >> v[i]; f[0][0] = 0; for(int i = 1; i <= a; i++) f[0][i] = 0; for(int i = 1; i <= b; i++) f[i][0] = 0; for(int i = 1; i <= b; i++) { for(int j = 1; j <= a; j++) { if(w[i] <= j) { f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i - 1][j - w[i]] + v[i]); } else f[i][j] = f[i - 1][j]; } } cout << f[b][a]; return 0; } ``` #### 一维数组(滚动数组)实现 ```cpp #include<iostream> #include<cstring> using namespace std; struct herbs { // 创建草药的结构体记录采摘所需时间和价值 int time; int value; }; int T, M; int main() { cin >> T >> M; herbs list[M + 10]; int maxval[T + 10]; // 记录最大价值 for(int i = 1; i <= M; ++i) // 输入草药信息 cin >> list[i].time >> list[i].value; for(int i = 0; i <= T; ++i) { // 初始化最大价值 if(list[1].time <= i) maxval[i] = list[1].value; else maxval[i] = 0; } for(int i = 2; i <= M; ++i) { for(int j = T; j >= 0; --j) { if(list[i].time <= j) maxval[j] = max(maxval[j], maxval[j - list[i].time] + list[i].value); } } cout << maxval[T]; return 0; } ```
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