洛谷P1616 疯狂的采药

本文详细解析了完全背包算法的实现原理,通过对比01背包,阐述了内层循环方向的不同如何使得完全背包能够处理无限数量的相同物品,从而达到在所有物品中寻找最优解的目的。

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题面

采药的完全背包版本(每种物品有无限个)

分析

01背包

在01背包那写到,内层循环要倒着,这是为了防止把一个物品拿两遍,那么反过来,当内层循环正着走时,就可以做到空间足够即拿,就成为完全背包。

所以和01背包的代码区别只在内层循环

状态分析仍然类似,按单个物品来分析,在每个物品达到最优,即可在所有物品达到最优,对于拿取物品的分析其实很相似

代码

其实还可以读一个数处理一次,能把w和val的空间都省下来

#include "cstdlib"
#include "cstdio"
#include "iostream"
#include "cstring"
#include<algorithm>
using namespace std;
int T, M, w[10000005], val[10000005], f[1000005];//T为时间,M为数量,w为重量,val为价值
int main()
{
    cin >> T >> M;
    for (int i = 1;i <= M;i++)cin >> w[i] >> val[i];

    for (int i = 1;i <= M;i++)
        for (int v = 1;v <= T;v++)
            if (w[i] <= v)f[v] = max(f[v], f[v - w[i]] + val[i]);
            else f[v] = f[v];
    cout << f[T];
    return 0;
}

除了内层循环的方向,完全的一致

### 洛谷 P1048 采药 的代码实现与解题思路 #### 解题背景 洛谷 P1048 是一道经典的 **0-1 背包问题**,题目描述为:给定一定的时间 `T` 和若干种草药 `(wi, vi)`,每种草药有一个采集时间 `wi` 和价值 `vi`。求在不超过总时间的情况下,能够获得的最大价值。 --- #### 动态规划的核心思想 该问题可以通过动态规划解决。定义状态 `dp[i][j]` 表示从前 `i` 种草药中选取,在剩余时间为 `j` 的情况下可以获得的最大价值。其状态转移方程为: \[ dp[i][j] = \begin{cases} dp[i-1][j],& 若 j < w_i \\ \max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w_i]+v_i),& 若 j \geq w_i \end{cases} \] 其中: - 如果当前草药无法被选入,则继承之前的状态; - 否则取两种情况中的较大值:不选择当前草药或选择当前草药后的最大价值。 此过程可以用二维数组完成,也可以进一步优化为空间复杂度更低的一维数组形式[^3]。 --- #### 完整代码实现 以下是基于一维数组优化的 C++ 实现版本: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int T, N; cin >> T >> N; // 输入总时间和草药品种数量 int weight[N + 1], value[N + 1]; for (int i = 1; i <= N; ++i) { cin >> weight[i] >> value[i]; // 输入每种草药的重量和价值 } int dp[T + 1]; // 使用一维数组存储 DP 值 fill(dp, dp + T + 1, 0); // 初始化为 0 for (int i = 1; i <= N; ++i) { // 枚举每一种草药 for (int j = T; j >= weight[i]; --j) { // 反向更新以避免重复计算 dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]); } } cout << dp[T]; // 输出最终结果 return 0; } ``` --- #### 关键点解析 1. **初始化** 数组 `dp[]` 初始全设为零,代表没有任何物品时的价值也为零[^4]。 2. **反向遍历** 在处理每一类草药时采用倒序遍历的方式(即从大到小),防止同一草药多次加入背包的情况发生[^3]。 3. **边界条件** 当剩余容量不足以放入某件商品时 (`j < wi`) ,直接跳过;否则比较是否应该将这件商品纳入考虑范围之内并更新对应位置上的最优解[^1]。 --- #### 时间与空间复杂度分析 - **时间复杂度**: O(N * T),因为需要双重循环分别枚举每一个物品以及可能使用的全部容量。 - **空间复杂度**: 经过优化后仅需额外开辟大小等于目标容量加一的空间即可满足需求,因此为O(T)[^4]。 ---
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