• 01背包问题--动态规划解法


    从01背包问题理解动态规划

     

      01背包问题具体例子:假设现有容量10kg的背包,另外有3个物品,分别为a1,a2,a3。物品a1重量为3kg,价值为4;物品a2重量为4kg,价值为5;物品a3重量为5kg,价值为6。将哪些物品放入背包可使得背包中的总价值最大?

      这个问题有两种解法,动态规划和贪婪算法。本文仅涉及动态规划。

      先不套用动态规划的具体定义,试着想,碰见这种题目,怎么解决?

      首先想到的,一般是穷举法,一个一个地试,对于数目小的例子适用,如果容量增大,物品增多,这种方法就无用武之地了。

      其次,可以先把价值最大的物体放入,这已经是贪婪算法的雏形了。如果不添加某些特定条件,结果未必可行。

      最后,就是动态规划的思路了。先将原始问题一般化,欲求背包能够获得的总价值,即欲求前i个物体放入容量为m(kg)背包的最大价值c[i][m]——使用一个数组来存储最大价值,当m取10,i取3时,即原始问题了。而前i个物体放入容量为m(kg)的背包,又可以转化成前(i-1)个物体放入背包的问题。下面使用数学表达式描述它们两者之间的具体关系。

      表达式中各个符号的具体含义。

      w[i] :  第i个物体的重量;

      p[i] : 第i个物体的价值;

      c[i][m] : 前i个物体放入容量为m的背包的最大价值;

      c[i-1][m] : 前i-1个物体放入容量为m的背包的最大价值;

      c[i-1][m-w[i]] : 前i-1个物体放入容量为m-w[i]的背包的最大价值;

      由此可得:

          c[i][m]=max{c[i-1][m-w[i]]+pi , c[i-1][m]}(下图将给出更具体的解释)

        根据上式,对物体个数及背包重量进行递推,列出一个表格(见下表),表格来自(http://blog.csdn.net/fg2006/article/details/6766384?reload) ,当逐步推出表中每个值的大小,那个最大价值就求出来了。推导过程中,注意一点,最好逐行而非逐列开始推导,先从编号为1的那一行,推出所有c[1][m]的值,再推编号为2的那行c[2][m]的大小。这样便于理解。

        

    动态规划【正解】

    有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的体积是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。
    状态转移方程:
    f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]} 
    这个方程非常重要,基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来的 
    伪码:
      for i=1..N 
       for v=V..0 
        f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]};
    如果不放第i件物品,那么问题就转化为“前i-1件物品放入容量为v的背包中”,
    价值为f[i-1][v];
    如果放第i件物品,那么问题就转化为“前i-1件物品放入剩下的容量为v-c[i]的背包中”,
    此时能获得的最大价值就是f[i-1][v-c[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值w[i]。


    ②例题二:
    采药

    Time Limit:   1000MS       Memory Limit:   65535KB 
    Submissions:   155       Accepted:   50


    Description辰辰是个天资聪颖的孩子,他的梦想是成为世界上最伟大的医师。为此,他想拜附近最有威望的医师为师。医师为了判断他的资质,给他出了一个难题。医师把他带到一个到处都是草药的山洞里对他说:“孩子,这个山洞里有一些不同的草药,采每一株都需要一些时间,每一株也有它自身的价值。我会给你一段时间,在这段时间里,你可以采到一些草药。如果你是一个聪明的孩子,你应该可以让采到的草药的总价值最大。”
    如果你是辰辰,你能完成这个任务吗?  
    Input输入的第一行有两个整数T(1 <= T <= 1000)和M(1 <= M <= 100),用一个空格隔开,T代表总共能够用来采药的时间,M代表山洞里的草药的数目。接下来的M行每行包括两个在1到100之间(包括1和100)的整数,分别表示采摘某株草药的时间和这株草药的价值。 
    Output输出包括一行,这一行只包含一个整数,表示在规定的时间内,可以采到的草药的最大总价值。 
    Sample Input
    70 3
    71 100
    69 1
    1 2
    Sample Output
    3

    复制代码
    #include<iostream>
    # include<cstring>
    # define max(a,b) a>b?a:b
    using namespace std;
    int main()
    {
    
        int dp[101][1001],m,T,w[101],val[101],i,j;
        cin>>T>>m;
        for(i=1;i<=m;i++)
            cin>>w[i]>>val[i];
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(i=1;i<=m;i++)
         for(j=0;j<=T;j++)//j相当于上面说的V-c[i]
             {
        if(j>=w[i])
            dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-w[i]]+val[i]);//放还是不放的选择
        else dp[i][j]=dp[i-1][j];
         }
         cout<<dp[m][T]<<endl;
         return 0;
    } 
    复制代码
  • 相关阅读:
    MyEclipse for Spring 10.0: GWT 2.1 and Spring Scaffolding
    redis 协议
    Eclipse项目编译
    urlencode
    Firefox浏览器设置字符编码格式
    怎么从一台电脑的浏览器输入地址访问另一台电脑服务器(WAMP服务器已搭建,PHPSTORM装好了)...
    Tplink路由器怎么设置端口映射 内网端口映射听语音
    5.04 toArray()有一个问题须要解决一下
    WCF服务编程读书笔记(4):实例管理
    maven常用命令介绍
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bendantuohai/p/4617030.html
Copyright © 2020-2023  润新知