• 解题报告 The Bags


    The bags

    【题目描述】

    Lynn 和banana要去爬山啦!他们一共有 K 个人(banana的人数可以看作很多),每个人都会背一个包。这些包的容量是相同的,都是 V。可以装进背包里的一共有 N 种物品,每种物品都有给定的体积和价值。在 lynn看来,合理的背包安排方案是这样的:
    (1)每个人背包里装的物品的总体积恰等于包的容量。 
    (2)每个包里的每种物品最多只有一件,但两个不同的包中可以存在相同的物品。 
    (3)任意两个人,他们包里的物品清单不能完全相同。 
    在满足以上要求的前提下,所有包里的所有物品的总价值最大是多少呢?
    【输入格式】

     第一行有三个整数:K、V、N。(k<=50 v<=5000 n<=200)第二行开始的 N 行,每行有两个整数,分别代表这件物品的体积和价值。
    【输出格式】

    只需输出一个整数,即在满足以上要求的前提下所有物品的总价值的最大值。(最后有空行.)
    【样例输入】
    2 10 5
    3 12
    7 20
    2 4
    5 6
    1 1
    【样例输出】
    57

    01 背包前 优解的模型。

    本人动规好菜的,所以,解析转载自背包九讲。。。。。。。我貌似有把这篇文章放在 blog 上,貌似还置顶着呢。。。。。

     

    求次优解、第K优解

    对于求次优解、第K优解类的问题,如果相应的最优解问题能写出状态转移方程、用动态规划解决,那么求次优解往往可以相同的复杂度解决,第K优解则比求最优解的复杂度上多一个系数K

    其基本思想是将每个状态都表示成有序队列,将状态转移方程中的max/min转化成有序队列的合并。这里仍然以01背包为例讲解一下。

    首先看01背包求最优解的状态转移方程:f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}。如果要求第K优解,那么状态f[i][v]就应该是一个大小为K的数组f[i][v][1..K]。其中f[i][v][k]表示前i个物品、背包大小为v时,k优解的值“f[i][v]是一个大小为K的数组这一句,熟悉C语言的同学可能比较好理解,或者也可以简单地理解为在原来的方程中加了一维。显然f[i][v][1..K]K个数是由大到小排列的,所以我们把它认为是一个有序队列。

    然后原方程就可以解释为:f[i][v]这个有序队列是由f[i-1][v]f[i-1][v-c[i]]+w[i]这两个有序队列合并得到的。有序队列f[i-1][v]f[i-1][v][1..K]f[i-1][v-c[i]]+w[i]则理解为在f[i-1][v-c[i]][1..K]的每个数上加上w[i]后得到的有序队列。合并这两个有序队列并将结果(的前K项)储存到f[i][v][1..K]中的复杂度是O(K)。最后的答案是f[N][V][K]。总的复杂度是O(NVK)

    为什么这个方法正确呢?实际上,一个正确的状态转移方程的求解过程遍历了所有可用的策略,也就覆盖了问题的所有方案。只不过由于是求最优解,所以其它在任何一个策略上达不到最优的方案都被忽略了。如果把每个状态表示成一个大小为K的数组,并在这个数组中有序的保存该状态可取到的前K个最优值。那么,对于任两个状态的max运算等价于两个由大到小的有序队列的合并。

    另外还要注意题目对于K优解的定义,将策略不同但权值相同的两个方案是看作同一个解还是不同的解。如果是前者,则维护有序队列时要保证队列里的数没有重复的。

     

     

    var

        cost,value:array[1..200] of longint;

        f:array[0..5000,0..200] of longint;

        maxv,ans,m,i,j,k,n,p1,p2:longint;

        temp1,temp2:array[1..500] of longint;

    begin

    assign(input,'bags.in');

    assign(output,'bags.out');

    reset(input);

    rewrite(output);

    readln(m,maxv,n);

    for i:=1 to n do

      readln(cost[i],value[i]);

    for i:=0 to maxv do

      for j:=1 to m do

        f[i,j]:=-maxlongint; 

    f[0,1]:=0;

    for i:=1 to n do

      begin

      for j:=maxv downto cost[i] do  //正着更新是每个物品使用无限次,可能会反复着加好几遍,倒着更新是每个物品使用一次

        begin

          p1:=1; p2:=1;

          for k:=1 to m do

            begin

              temp1[k]:=f[j,k];

              temp2[k]:=f[j-cost[i],k]+value[i];

            end;

          for k:=1 to m do

            if temp1[p1]>=temp2[p2] then

              begin

                f[j,k]:=temp1[p1];

                inc(p1);

              end

            else

    begin

                   f[j,k]:=temp2[p2];

                   inc(p2);

                 end;  //从 temp1 temp2 中找出前 大的(方法,归并排序,因为 temp 本来就是有序的,所以不用过多处理)更新第 优值。

        end;

      end;

    for i:=1 to m do

      inc(ans,f[maxv,i]);

    writeln(ans);

    close(input);

    close(output);

    end.

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/SueMiller/p/2234604.html
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