01背包动态规划

本文解析了01背包问题在实际问题中的应用,如NOIP2006的开心金明题,介绍了如何通过记忆化搜索和动态规划(DP)求解。重点讲解了状态转移方程dp[j]=max{dp[j], dp[j-v[i]]+x[i]}

01背包迪屁

大多数蒟蒻都知道,01背包就是选与不选的问题,最后求最大值。可是怎么样求最大值呢?我们先来看一道例题:

[NOIP2006 普及组] 开心的金明

题目描述

金明今天很开心,家里购置的新房就要领钥匙了,新房里有一间他自己专用的很宽敞的房间。更让他高兴的是,妈妈昨天对他说:“你的房间需要购买哪些物品,怎么布置,你说了算,只要不超过 NNN 元钱就行”。今天一早金明就开始做预算,但是他想买的东西太多了,肯定会超过妈妈限定的 NNN 元。于是,他把每件物品规定了一个重要度,分为 555 等:用整数 1−51-515 表示,第 555 等最重要。他还从因特网上查到了每件物品的价格(都是整数元)。他希望在不超过 NNN 元(可以等于 NNN 元)的前提下,使每件物品的价格与重要度的乘积的总和最大。

设第 jjj 件物品的价格为 v[j]v[j]v[j] ,重要度为 w[j]w[j]w[j] ,共选中了 kkk 件物品,编号依次为 j1,j2,…,jkj_1,j_2,…,j_kj1,j2,,jk ,则所求的总和为:

v[j1]×w[j1]+v[j2]×w[j2]+…+v[jk]×w[jk]v[j_1] \times w[j_1]+v[j_2] \times w[j_2]+ …+v[j_k] \times w[j_k]v[j1]×w[j1]+v[j2]×w[j2]++v[jk]×w[jk]

请你帮助金明设计一个满足要求的购物单。

输入格式

第一行,为222个正整数,用一个空格隔开:n,mn,mn,m(其中N(<30000)N(<30000)N(<30000)表示总钱数,m(<25)m(<25)m(<25)为希望购买物品的个数。)

从第222行到第m+1m+1m+1行,第jjj行给出了编号为j−1j-1j1的物品的基本数据,每行有222个非负整数$ v p(其中(其中(其中v表示该物品的价格表示该物品的价格表示该物品的价格(v \le 10000),,p$表示该物品的重要度(1−51-515)

输出格式

111个正整数,为不超过总钱数的物品的价格与重要度乘积的总和的最大值(<100000000)(<100000000)(<100000000)

我们可以看到,这一道题是有 mmm 个需要买的东西,在不超过 nnn 元的情况下,求可以买的东西的钱数 ××× 重要度,总结下来就是花的钱多,重要度高,就可以求出最大值。(真的是这样吗?)

看到这道题,大家第一想法肯定是搜索(dfs),可是如此大的数据,搜索必定拿不了
满分(TLE),所以我们就有了——

记忆化搜索!!!

可惜灰常难调

那就没有什么办法,既不容易超时,又不容易错吗?

有,就是我们几天的主角——01背包迪屁!!!

我们不如开一个 dpdpdp 数组,下标为需要购买物品的钱数,里面就存着钱数与重要度的乘积,当下标为 nnn 时,乘积就是最大值。然后就是我思来想去的状态转移方程:

dp[j]=max{dp[j],dp[j−v[i]]+x[i]}dp[j]=max\{dp[j],dp[j-v[i]]+x[i]\}dp[j]=max{dp[j],dp[jv[i]]+x[i]}

其中 dpdpdp 是拿来迪屁的数组,vvv 为价钱数组,xxx 为成绩数组。

神马意思呢?

表示拿之前的最大值(dp[j]dp[j]dp[j])与不选这个东西的最大值(dp[j−v[i]]dp[j-v[i]]dp[jv[i]])加上这个物品的乘积进行比较,取最大值。(其实就是以前的和现在的的大 PKPKPK)。

上代码!!!

#include<bits/stdc++.h>  //万能头

using namespace std; //std命名空间

int n,m,w[35],v[35],x[35],f[50000];
//定义变量:n是钱数,m是金明想要买的东西数,w是东西的重要度,v是买那个东西需要多少钱,x是那个东西的乘积,f是迪屁数组


int main(int argc,char *argv[])  //Let's Go!

{

    cin >> n >> m; //读入n&m

    for(int i=1;i<=m;++i)  //循环读入每个东西
    {
        cin >> v[i] >> w[i];  //输入那个东西的钱数与重要度
        x[i] = v[i]*w[i];  //计算乘积

    }
    for(int i=1;i<=m;++i)  //循环枚举每种商品
    {
        for(int j=n;j>=v[i];--j)  //从麻麻给的钱数开始往下枚举每种钱数
        {
            f[j]=max(f[j],f[j-v[i]]+x[i]);    //动态转移方程    

        }

    }

    cout << f[n];  //此时迪屁数组的第n位就是最大值

    return 0;  //程序:我没了

}  //Every body all kill in IOI.
如有问题还请大佬多多指教
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