动态规划学习(1)

01背包问题解析

(1)有n个重量和价值分为w(i),v(i)的物品。从这些物品中挑选出总重量不超过W的物品,求所有挑选方案中价值总和的最大值。
*限制条件:1<=n<=100
1<=w(i),v(i)<=100
1<=W<=10000
(2)时间复杂度:O(2^n);
(3)总结:下面代码为01背包中最朴素的方法复杂度为O(2^n),当n很大时此代码肯定不能通过。
(4)测试数据:Sample input:首行为物品的个数n和目标价值W,紧随其后有两行,第一行为物品的重量,第二行为其价值。
Sample output:输出挑选的价值总和的最大值。
4 5
2 1 3 2
3 2 4 2

(5)代码:

#include<iostream>
using namespace std;
const int MAX_N=1e2+6;
int w[MAX_N],v[MAX_N],n,W;
int rec(int i,int j){
    int res;
    if(i==n)res=0;
    else  if(j<w[i])res=rec(i+1,j);
    else res=max(rec(i+1,j),rec(i+1,j-w[i])+v[i]);
    return res;
}
int main(){
    ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);
    cin>>n>>W;
    for(int i=0;i<n;i++)cin>>w[i];
    for(int i=0;i<n;i++)cin>>v[i];
    cout<<rec(0,W)<<endl;
}
问题描述: 假设有一个能装入总体积为T的背包n件体积分别为w1 , w2 , … , wn 的物品,能否从n件物品中挑选若干件恰好装满背包,即使w1 +w2 + … + wn=T,要求找出所有满足上述条件的解。例如:当T=10,各件物品的体积{1,8,4,3,5,2}时,可找到下列4组解: (1,4,3,2) (1,4,5) (8,2) (3,5,2)。 问题提示: 可利用回溯法的设计思想来解决背包问题。首先将物品排成一列,然后顺序选取物品装入背包,假设已选取了前i 件物品之后背包还没有装满,则继续选取第i+1物品,若该件物品"太大"不能装入,则弃之而继续选取下一件,直至背包装满为止。但如果在剩余的物品中找不到合适的物品以填满背包,则说明"刚刚"装入背包的那件物品"不合适",应将它取出"弃之一边",继续再从"它之后"的物品中选取,如此重复,直至求得满足条件的解,或者无解。 题目之二: 问题描述: 假设有n件物品,这些物品重量分别是W1 , W2 , … , Wn,物品价值分别是V1,V2, …,Vn。求从这n件物品中选取一部分物品的方案,使得所选中的物品总重量不超过限定的重量W(W<∑Wi, i=1,2,┅,n),但所选中的物品价值为最大。 问题提示: 利用递归寻找物品的选择方案。假设前面已有了多种选择的方案,并保留了其中总价值最大的方案于数组option[]中,该方案的总价值保存于变量max_value中。当前正在考察新方案,其物品选择情况保存于数组eop[]中。假设当前方案已考虑了i-1物品,现在要考虑第i件物品:当前方案已包含的物品重量为tw;因此,若其余物品都选择是可能的话,本方案所能达到的总价值的期望值设为tv。引入tv是当一旦当前方案的总价值的期望值也小于前面方案的总价值max_value时,继续考察当前方案已无意义,应终止当前方案而去考察下一个方案。 第i件物品的选择有两种可能: ① 物品i被选择。这种可能性仅当包含它不会超过方案总重量的限制才是可行的。选中之后继续递归去考虑其余物品的选择; ② 物品i不被选择。这种可能性仅当不包含物品i也有可能找到价值更大的方案的情况。
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