背包问题动态规划算法

问题描述:

设U = {u1,u2,u3,......ui}(一共有amount数量的物品)是一组准备放入背包中的物品.设背包的容量为size.

定义每个物品都具有两个属性weight和value.

我们要解决的问题就是计算在所选取的物品总重量不超过背包容量size的前提下使所选的物品总价值最大.

程序的设计:

设V[i, j]用来表示从前i项{u1......ui}中取出来的装入体积为j的背包的最大价值.i的范围是从0到amount,j是从0到size.这样的话要 计算的值就是V[amount, size].V[0, j]对于所有的j的值都是0,因为这时候的包中没有物品.同时V[i, 0]的值也是0,因为没有物品可以放到size为0的背包里面.

所以有:

V[i, j] = 0       若i = 0 或 j = 0;

V[i, j] = V[i - 1, j]    若j < ui.weight;(当物品的重量大于背包承重时,就不把物品放在里面)

V[i, j] = max{V[i - 1, j], V[i - 1, j - ui.weight] + ui.value}      若i > 0并且j >= ui.weight;

 

现在就可用动态规划的方法运用上面的公式来填表求解了.

#include <stdio.h>
#define W 1000
#define N 1000

typedef 
struct data
{
    
int vaule;
    
int weight;
}
goods;

int returnmax(int a, int b)
{
    
return (a > b ? a : b);
}


int KNAPSACK(goods *P, int a, int s)
{
    
int V[N][W];
    
int i,j,mv;
    
for(i = 0; i < a; i++)
        V[i][
0= 0;
    
for(j = 0; j < s; j++)
        V[
0][j] = 0;
    
for(i = 1; i <= a; i++)
        
for(j = 1; j <= s; j++)
        ...
{
            V[i][j] 
= V[i - 1][j];
            
if(P[i].weight <= j)
                V[i][j] 
= returnmax(V[i][j],V[i - 1][j - P[i].weight] + P[i].vaule);
        }

    mv 
= V[a][s];
    
return mv;
}


int main()
{
    
int mostvalue,amount,size,i;
    goods A[N];
    printf(
"Input how much the goods have: ");
    scanf(
"%d",&amount);
    printf(
"Input the size of the bag: ");
    scanf(
"%d",&size);
    printf(
"Input the data of the goods: ");
    
for(i = 0; i < amount; i++)
        scanf(
"%d %d",&A[i].vaule,&A[i].weight);
    mostvalue 
= KNAPSACK(A,amount,size);
    printf(
"%d",mostvalue);
    
return 0;
}

 还有一种纯粹用数组解决的方案,避免了结构体的效率底下,思路是一样的
代码如下:
#include<iostream>
#define GOODNUM 5
using namespace std;

int main()
{
    
int good[GOODNUM][2]={{4,6},{5,2},{6,3},{7,7},{8,5}};//good[i][0]:size||good[i][1]:value
    int i,j,size,weight;
    
int v[GOODNUM+1][1000];
    
    cout
<<"please input the bag's size"<<endl;
    cin
>>size;

    
for(i=0;i<=GOODNUM;i++)
        v[i][
0]=0;
    
for(i=0;i<=size;i++)
        v[
0][i]=0;

    
for(i=1;i<=GOODNUM;i++)
        
for(j=1;j<=size;j++){
            v[i][j]
=v[i-1][j];
            
if(good[i-1][0]<=j)
                
if((v[i-1][j-good[i-1][0]]+good[i-1][1])>v[i][j])
                        v[i][j]
=v[i-1][j-good[i-1][0]]+good[i-1][1];
        }

            
       

    cout
<<v[GOODNUM][size]<<endl;
}
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