1.前提:什么是0-1背包
🤓情况描述:有n件物品和一个最多能背重量为w 的背包。第i件物品的重量是weight[i],得到的价值是value[i] 。每件物品只能用一次,求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。每一件物品其实只有两个状态,取或者不取。
举一个例子,之后我们将拿这里例子进行后续分析
weight = []1,3,4]
value = [15,20,30]
物品 | weight | value |
---|---|---|
物品0 | 1 | 15 |
物品1 | 3 | 20 |
物品2 | 4 | 30 |
2.实现:二维dp讲解
💯动态规划五部曲:
1.(重要)首先搞懂dp[i][j]代表的意思: 代表从0-i个物品中,取出任意个,放入容量为j的背包的价值总和。i表示取的物品,j表示背包容量
2.确定递推公式:
分为两个方向思考价值:一个是不放i物品,一个是放了i物品。
如果容量不满足:直接将上一个背包价值赋值给dp[i][j]
如果容量满足:
不放i物品价值,那么dp[i][j]就是未放i物品的价值,即dp[i-1][j]
放了i物品价值,那么此时最大价值:dp[i][j]应该是dp[i-1][j-weight[i]+value[i]]
两者取最大值比较即可
递推公式为:dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - weight[i]] + value[i]);
3.初始化dp数组:
如下图所示:
当背包容量为0的时候,所有价值为0;当i=0时,只有一个物品可供选择,所以物品0行值为15;之后当选择多起来之后,可以根据递推公式得出此时物品的价值。所以初始化dp[i][0]和dp[0][j]即可满足初始化条件,供我们后续计算物品价值。同时对于其他值,我们给初始化成0,这样我们在后续进行求最大值的时候不会对我们产生影响
背包种类/背包容量 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
---|---|---|---|---|---|
物品0 | 0 | 15 | 15 | 15 | 15 |
物品1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
物品2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
代码实现:
// 创建dp数组
int goods = weight.length; // 获取物品的数量
//这里数组容量为什么要+1呢?
//因为我们又添加了一个0,容量变成了5,此时size才为4,求n的时候,保证不越界,使求的n就是dp[i][n],加一保证不越界和好使用
int[][] dp = new int[goods][bagSize + 1];
// 初始化dp数组
// 创建数组后,其中默认的值就是0
//为什么这里是以weight[0]作为其实值呢?,当只有一个物品时候,
//要从容量符合的位置开始装,初始化第一行价值
for (int j = weight[0]; j <= bagSize; j++) {
dp[0][j] = value[0];
}
4.确定遍历顺序: 因为dp数组需要知道之前的物品价值,才能求得价值最大值,所以遍历顺序是从前向后。
5.举例推导: 就以我们上面的例子来进行推导:
代码实现:二维dp模板