枚举_01背包

本文介绍了一种通过枚举法解决01背包问题的方法,包括十进制数到二进制数据的转换及对2的n次方中组合进行枚举的过程,并通过实例展示了如何求解背包的最大价值。
package agrisom;
/**
 * 枚举法解01背包问题
 */
public class BackPack01Enumeration {
    public int [] weights; //背包重量数组
    public int [] values;  //背包价值数组
    
    public BackPack01Enumeration(int [] weights,int [] values){
        this.weights=weights;
        this.values=values;
    }
    /**
     * 十进制数到二进制数据的转换
     */
    public int [] transform(int n,int length){
        int [] binary=new int [length];
        for(int i=0;i<length;i++){
            binary[i]= n%2;
            n = n/2;
            if(n==0){
                break;    
            }
        }
        return binary;
    }
    /**
     * 对2的n次方中组合进行枚举
     */
    public void enumerate(int maxWeight){
        int length=this.weights.length;
        int maxValue=0;       //背包最大价值
        int [] status=null;   //物品选择数组
        for(int i=0;i<Math.pow(2, length);i++){
            int tempWeight=0; //背包临时最大重量
            int tempValue=0;  //背包临时最大价值
            int [] solution=this.transform(i,length);
            for(int j=0;j<length;j++){
                if(solution[j] ==1){
                    tempWeight+=this.weights[j];
                    tempValue+=this.values[j];
                }
            }
            if(tempWeight<maxWeight && tempValue>maxValue){
                maxValue=tempValue;
                status=solution;
            }
            
        }
        System.out.println("the greatest value is: "+maxValue);
        System.out.print("select method is: ");
        for(int i=0;i<status.length;i++){
            System.out.print(status[i]+" ");
        }
    }
    
    public static void main(String [] args){
        int [] weights=new int[]{35,30,60,50,40,10,25};
        int [] values=new int[]{10,40,30,50,35,40,30};
        
        BackPack01Enumeration bpe=new BackPack01Enumeration(weights,values);
        bpe.enumerate(150);
    }
}
/**
运行结果:
the greatest value is: 165
select method is: 0 1 0 1 1 1 0
*/
枚举法求解01背包问题通常用于寻找给定物品集合中能够使得背包重量不超过限制的最大价值组合。这个算法的基本思路是遍历所有可能的物品选择,对于每个物品,如果放入背包,就更新当前状态下背包所能容纳的价值;如果不放,保持原有的价值不变。这是贪心算法的一种应用。 以下是使用枚举法(暴力搜索)的一个简单示例,用C语言编写: ```c #include <stdio.h> // 定义物品结构体 typedef struct { int weight; // 物品重量 int value; // 物品价值 } Item; // 求解01背包问题 int knapsack(int W, Item items[], int n) { int i, w; for (i = 0; i <= n; i++) { // 对于每种可能的数量(包括不选) for (w = 0; w <= W; w++) { // 对于每个可能的总重量 if (i == 0 || w == 0) // 如果没有物品或背包为空,价值为0 result[W][i] = 0; else if (items[i - 1].weight <= w) // 如果物品能完全装入背包 result[W][i] = max(result[W][i - 1], result[W - items[i - 1].weight][i - 1] + items[i - 1].value); else // 如果物品不能装入,直接取不装的情况 result[W][i] = result[W][i - 1]; } } return result[W][n]; // 返回最大价值 } int main() { int W = 50; // 背包容量 Item items[] = {{10, 60}, {20, 100}, {30, 120}}; // 物品列表 int n = sizeof(items) / sizeof(items[0]); printf("最大价值: %d\n", knapsack(W, items, n)); return 0; } ``` 在这个例子中,`result` 是一个二维数组,用来存储以当前状态下的背包容量和剩余物品数为目标值时的最大价值。`max` 函数用来返回两个数中的较大值。
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