• 0-1背包问题与N皇后问题的纠结


    昨日同学要我帮他看一道算法,如下:


    是不是乍一看是“0-1背包”问题呀,我也这么想,于是就这么兴致勃勃的开始用这个想法去思考怎么算。但是算法也忘得差不多,回去赶紧补补,也趁着这次机会好好复习一下算法,于是觉得“0-1背包”问题实现了,这个问题也差不多了吧:

    /***********************0-1背包*************************************/

     1 //先将那两个条件忽略,单纯利用动态规划 -------------------这里就看出有多傻-—_--
     2 //利用动态规划求解
     3 #include <iostream>
     4 #define MAX_NUM 50
     5 #define MAX_WEIGHT 100
     6 using namespace std;
     7 
     8 //动态规划求解
     9 int zero_one_pack(int total_weight, int w[], int v[], int flag[], int n) {
    10     int c[MAX_NUM + 1][MAX_WEIGHT + 1] = { 0 }; //c[i][j]表示前i个物体放入容量为j的背包获得的最大价值
    11     // c[i][j] = max{c[i-1][j], c[i-1][j-w[i]]+v[i]}
    12     //第i件物品要么放,要么不放
    13     //如果第i件物品不放的话,就相当于求前i-1件物体放入容量为j的背包获得的最大价值
    14     //如果第i件物品放进去的话,就相当于求前i-1件物体放入容量为j-w[i]的背包获得的最大价值
    15     for (int i = 1; i <= n; i++) {
    16         for (int j = 1; j <= total_weight; j++) {
    17             if (w[i] > j ) {
    18                 // 说明第i件物品大于背包的重量,放不进去
    19                 c[i][j] = c[i - 1][j];
    20             }
    21             
    22             else {
    23                 //说明第i件物品的重量小于背包的重量,所以可以选择第i件物品放还是不放
    24                 if (c[i - 1][j] > v[i] + c[i - 1][j - w[i]]) {
    25                     c[i][j] = c[i - 1][j];
    26                 }
    27                 else {
    28                     c[i][j] = v[i] + c[i - 1][j - w[i]];
    29                 }
    30             }
    31         }
    32     }
    33 
    34     //下面求解哪个物品应该放进背包
    35     int i = n, j = total_weight;
    36     while (c[i][j] != 0) {
    37         if (c[i - 1][j - w[i]] + v[i] == c[i][j]) {
    38             // 如果第i个物体在背包,那么显然去掉这个物品之后,前面i-1个物体在重量为j-w[i]的背包下价值是最大的
    39             flag[i] = 1;
    40             j -= w[i];
    41         }
    42         --i;
    43     }
    44     return c[n][total_weight];
    45 }
    46 
    47 //回溯法求解
    48 
    49 int main() {
    50     int total_weight = 60;
    51     int w[7] = { 0,7, 10, 4, 9, 3,6 };
    52     int v[7] = { 0,4, 5, 2, 3, 1 ,2};
    53     int flag[7]; //flag[i][j]表示在容量为j的时候是否将第i件物品放入背包
    54     int total_value = zero_one_pack(total_weight, w, v, flag, 6);
    55     cout << "需要放入的物品如下" << endl;
    56     for (int i = 1; i <= 6; i++) {
    57         if (flag[i] == 1)
    58             cout << i << "重量为" << w[i] << ", 价值为" << v[i] << endl;
    59     }
    60     cout << "总的价值为: " << total_value << endl;
    61     system("pause");
    62     return 0;
    63 }



    查看一下结果,


    卧槽,瞎了。背包值这么大原来!于是乎还是想着如何利用“0-1背包”解决,但越想越不对劲,要让程序记住所有路径然后根据条件进行筛选,发现是在太过于复杂。但什么算法可以呢,于是想到了N皇后问题,介于设置的最大载重量太大,不具代表性,于是大大减少最大载重量,设计一下,行表示要存放的对象,列用1,0表示是否要放入,利用不断的回溯递归取得所有可能的值,再选择最大值:


    /***********************N皇后*****************************************/

      1 #include <iostream>
      2 using namespace std;
      3 
      4 int total_weight = 35; //修改最大值
      5 int w[7] = { 0, 7, 10, 4, 9, 3, 6 };
      6 int v[7] = { 0, 4, 5, 2, 3, 1, 2 };
      7 int result[7] = { 0 };
      8 int result_all[10][7] ;//用于存储所有的可能结果
      9 int indi = 0; //结果指针
     10 int num = 6;
     11 
     12 
     13 int sumV();
     14 int sumW(int n);
     15 
     16 //判断下一个是否符合条件
     17 bool judge(int n)
     18 {
     19     if (n == 4)
     20     {
     21         if (result[4] >= result[1])
     22             return true;
     23         else
     24             return false;
     25 
     26     }
     27     if (n == 5)
     28     {
     29         if ((result[5] + result[3]) == 1)
     30             return true;
     31         else
     32             return false;
     33     }
     34 
     35     if (sumW(n) > total_weight)
     36         return false;
     37     return true;
     38 }
     39 
     40 //主要的递归调用函数
     41 void backtrack(int n)
     42 {
     43     if (n > num)
     44 
     45     {
     46         
     47         for (int i = 1; i <= num; i++)
     48         {
     49             result_all[indi][i] = result[i];
     50         }
     51         indi++;
     52     }
     53 
     54     else
     55     {
     56         for (int i = 1; i >= 0; i--)
     57         {
     58             result[n] = i;
     59             if (judge(n))
     60                 backtrack(n+1);
     61         }
     62     }
     63 }
     64 
     65 //计算综价值
     66 int sumV(  )
     67 {
     68     int m = 0;
     69     for (int i = 1; i <= num; i++)
     70     {
     71         if (result[i] == 1)
     72             m += v[i];
     73     }
     74     return m;
     75 }
     76 //计算重量
     77 int sumW(int n)
     78 {
     79     int m = 0;
     80     for (int i = 1; i <= n; i++)
     81     {
     82         if (result[i] == 1)
     83             m += w[i];
     84     }
     85     return m;
     86 }
     87 
     88 int main()
     89 {    
     90     backtrack(1);
     91 
     92     //计算最大值
     93     int most = 0;
     94     int pos = 0;
     95     for (int i = 0; i < indi; i++)
     96     {
     97         int temp = 0;
     98         for (int j = 1; j <= num; j++)
     99         {
    100             if (result_all[i][j] == 1)
    101                 temp += v[j];
    102         }
    103         if (temp>most)
    104         {
    105             most = temp;
    106             pos = i;
    107 
    108         }
    109     }
    110 
    111     cout << "最大值是:"<<most<<endl;
    112     cout << "结果是:" << endl;
    113     for (int i = 1; i <= num; i++)
    114     {
    115         cout << result_all[pos][i]<<"   ";
    116     }
    117     cout << endl;
    118     system("pause");
    119 }


    结果:


    所以说啊,算法死记硬背是没啥用的,还得看具体情况来,算法还得多学,这次教训大了。

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