动态规划中的背包问题是一类经典的优化问题,主要涉及到在给定的限制条件下(如背包容量),如何选择物品集合以达到某种最优目标(如价值最大)。这类问题通常可以细分为几种类型,包括0-1背包问题、完全背包问题、多重背包问题以及分数背包问题。下面是对这些类型的一个简要综述:
1. 0-1背包问题
这是最基础的背包问题形式。每种物品只有一件,对于每件物品,只能选择放或不放。状态转移方程可以表示为:(状态只能是二维的);
其中,𝑓[𝑖][v]表示前i件物品中选择一些装入容量为V的背包可以获得的最大价值;
𝑤[𝑖]是第i件物品的重量;c[𝑖]是第i件物品的价值。
说白了,如果装进入第i个物品与不装进物品的区别;这里要注意是从f[i-1][v-c[i]] 开始的;
案例描述:
假设你有一个背包,它的容量是10公斤。现在你面前有4件物品,每件物品有特定的重量和价值:
- 物品1:重量2公斤,价值3元
- 物品2:重量3公斤,价值4元
- 物品3:重量4公斤,价值5元
- 物品4:重量5公斤,价值8元
你的目标是在不超过背包容量的情况下,使背包中物品的总价值最大化。
计算过程:
我们从零开始填充一个动态规划表,其行表示物品数量(从0开始),列表示背包的容量(从0到10)。初始状态为𝑓[0][∗]=0f[0][∗]=0(不考虑任何物品的情况)。
接下来,逐步填充表格:
- 当前背包容量为0时,无论考虑哪件物品,价值都为0。
- 考虑物品1(重量2,价值3&#