• 动态规划系列之八多重背包问题


    问题

    法外狂徒张三是一个探险家,有一次巧合之下进入到一个有宝藏的洞穴里。这个洞穴有很多个重复的宝贝,每个宝贝的重量不一样。具体来说有:
    A 重 2 价值为 2 数量2
    B 重 3 价值为 6 数量2
    C 重 4 价值为 4 数量3
    D 重 4 价值为 5 数量1
    E 重 1 价值为 3 数量1
    现在张三就只有一个背包,这个背包承重为10,张三想知道如何装才能带走价值最大的宝藏?

    思路

    以上问题的描述就是多重背包问题,和01背包不同的地方就在于每一个宝贝的数量不是一个,不是无数个,而是有限定的数量。那么在01背包的问题上解决多重背包的问题。分析两个不同之处:
    01背包:宝贝只有一个
    多重背包:宝贝有多个
    多重背包问题和01背包问题是十分相似的,所以完全可以用01背包的思想来解决这个问题。回忆一下01背包问题的思路,01背包的大体思路可以总结为:
    在拿第n个宝贝时,已经知道了前n-1个宝贝放入背包中的最优解,所以放入第n个宝贝时,就是和前n-1个最优解比较,如果第n个比前n-1个最优解还好,那就放入,否则就不放入
    多重背包和01背包在宝贝的种类上是一样的,只是每一种宝贝的数量不同。拿某一件物品时,01背包只拿一个,而多重背包可以拿多个。解决多重背包问题就每取一个宝贝是就把这个种类的宝贝全部取完。具体来说在循环时增加一个数量的循环就可以了。

    代码

    weight = [0,2,3,4,4,1]
    value = [0,2,6,4,5,3]
    k = [0,2,2,3,1,1]
    weight_most=10
    
    
    bag = [0 for i in range(weight_most+1)]
    for i in range(1,len(weight)):
        # 和01背包不同的,多重背包里多个物品都要放入背包中
        for _ in range(k[i]):
            for j in range(weight_most,0,-1):
                if j >= weight[i]:
                    bag[j] = max(bag[j-weight[i]]+value[i],bag[j])
            print(bag)
            
    print(bag[-1])
    
    

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