摘要:背包問(wèn)題具體例子假設(shè)現(xiàn)有容量的背包,另外有個(gè)物品,分別為,,。最后,就是動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思路了。而前個(gè)物體放入容量為的背包,又可以轉(zhuǎn)化成前個(gè)物體放入背包的問(wèn)題。
背包問(wèn)題具體例子:假設(shè)現(xiàn)有容量10kg的背包,另外有3個(gè)物品,分別為a1,a2,a3。物品a1重量為3kg,價(jià)值為4;物品a2重量為4kg,價(jià)值為5;物品a3重量為5kg,價(jià)值為6。將哪些物品放入背包可使得背包中的總價(jià)值最大?
首先想到的,一般是窮舉法,一個(gè)一個(gè)地試,對(duì)于數(shù)目小的例子適用,如果容量增大,物品增多,這種方法就無(wú)用武之地了。
其次,可以先把價(jià)值最大的物體放入,這已經(jīng)是貪婪算法的雛形了。如果不添加某些特定條件,結(jié)果未必可行。
最后,就是動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思路了。先將原始問(wèn)題一般化,欲求背包能夠獲得的總價(jià)值,即欲求前i個(gè)物體放入容量為m(kg)背包的最大價(jià)值ci——使用一個(gè)數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)最大價(jià)值,當(dāng)m取10,i取3時(shí),即原始問(wèn)題了。而前i個(gè)物體放入容量為m(kg)的背包,又可以轉(zhuǎn)化成前(i-1)個(gè)物體放入背包的問(wèn)題。下面使用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述它們兩者之間的具體關(guān)系。
表達(dá)式中各個(gè)符號(hào)的具體含義。
w[i] : 第i個(gè)物體的重量;
p[i] : 第i個(gè)物體的價(jià)值;
ci : 前i個(gè)物體放入容量為m的背包的最大價(jià)值;
ci-1 : 前i-1個(gè)物體放入容量為m的背包的最大價(jià)值;
ci-1] : 前i-1個(gè)物體放入容量為m-w[i]的背包的最大價(jià)值;
由此可得:
ci=max{ci-1]+pi , ci-1}(下圖將給出更具體的解釋)
根據(jù)上式,對(duì)物體個(gè)數(shù)及背包重量進(jìn)行遞推,列出一個(gè)表格(見(jiàn)下表),表格來(lái)自(http://blog.csdn.net/fg2006/a...) ,當(dāng)逐步推出表中每個(gè)值的大小,那個(gè)最大價(jià)值就求出來(lái)了。推導(dǎo)過(guò)程中,注意一點(diǎn),最好逐行而非逐列開(kāi)始推導(dǎo),先從編號(hào)為1的那一行,推出所有c1的值,再推編號(hào)為2的那行c2的大小。這樣便于理解。
思路厘清后,開(kāi)始編程序,Java代碼如下所示:
public class BackPack { public static void main(String[] args) { int m = 10; int n = 3; int w[] = {3, 4, 5}; int p[] = {4, 5, 6}; int c[][] = BackPack_Solution(m, n, w, p); for (int i = 1; i <=n; i++) { for (int j = 1; j <=m; j++) { System.out.print(c[i][j]+" "); if(j==m){ System.out.println(); } } } //printPack(c, w, m, n); } /** * @param m 表示背包的最大容量 * @param n 表示商品個(gè)數(shù) * @param w 表示商品重量數(shù)組 * @param p 表示商品價(jià)值數(shù)組 */ public static int[][] BackPack_Solution(int m, int n, int[] w, int[] p) { //c[i][v]表示前i件物品恰放入一個(gè)重量為m的背包可以獲得的最大價(jià)值 int c[][] = new int[n + 1][m + 1]; for (int i = 0; i < n + 1; i++) c[i][0] = 0; for (int j = 0; j < m + 1; j++) c[0][j] = 0; for (int i = 1; i < n + 1; i++) { for (int j = 1; j < m + 1; j++) { //當(dāng)物品為i件重量為j時(shí),如果第i件的重量(w[i-1])小于重量j時(shí),c[i][j]為下列兩種情況之一: //(1)物品i不放入背包中,所以c[i][j]為c[i-1][j]的值 //(2)物品i放入背包中,則背包剩余重量為j-w[i-1],所以c[i][j]為c[i-1][j-w[i-1]]的值加上當(dāng)前物品i的價(jià)值 if (w[i - 1] <= j) { if (c[i - 1][j] < (c[i - 1][j - w[i - 1]] + p[i - 1])) c[i][j] = c[i - 1][j - w[i - 1]] + p[i - 1]; else c[i][j] = c[i - 1][j]; } else c[i][j] = c[i - 1][j]; } } return c; }
運(yùn)行結(jié)果為:
0 0 4 4 4 4 4 4 4 4
0 0 4 5 5 5 9 9 9 9
0 0 4 5 6 6 9 10 11 11
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摘要:背包問(wèn)題題目給定種物品和一個(gè)容量為的背包,物品的體積是,其價(jià)值為。用子問(wèn)題定義狀態(tài)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程是。 P01: 01背包問(wèn)題 題目 給定 N 種物品和一個(gè)容量為 V 的背包,物品 i 的體積是 wi,其價(jià)值為 ci 。(每種物品只有一個(gè))問(wèn):如何選擇裝入背包的物品,使得裝入背包中的物品的總價(jià)值最大? 面對(duì)每個(gè)物品,我們只有選擇放入或者不放入兩種選擇,每種物品只能放入一次。 我們用之前同...
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