• 背包问题详解


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    分析:典型的01背包问题,设dp[i][j]为空间(也就是题面中的时间)是j的背包在装前i个物品(草药)所得的最大价值,v[i]为第i个物品的重量(采药的时间),w[i]为第i个物品(草药)的价值,则有:

    当j>v[i]时,dp[i][j]=max{dp[i-1][j],dp[i-1][j-v[i]]+w[i]}

    当j<=v[i]时,dp[i][j]=dp[i-1][j]

    接下来,我们就来详细解析一下我们的前辈是怎样得到这个公式的。(知道的可以跳过)


    假设我们现在有这样一组数据:

    10 4

    3 4

    4 7

    6 11

    8 16

    我们需要列一个表格,来模拟dp数组变化的过程。

    如果你模拟的没错的话,表格最后会是这样的:

    我们发现,dp[i][j]总比上面的dp[i-1][j]多(或相等),这是为什么呢?


    因为,dp[i][j]表示的是空间是j的背包在装前i个物品所得的最大价值,少装一个物品(也有可能装的一样)不可能比多装一个物品的价值高。

    因为上一行(dp[i-1][j])已经把能装的都装了,所以我们只需要考虑当前物品是否能装的下当前的背包就可以了。

    所以,有了这个神奇的状态转移方程:

    当j>v[i]时,f[i][j]=max{f[i-1][j],f[i-1][j-v[i]]+w[i]}

    当j<=v[i]时,f[i][j]=f[i-1][j]


    ok,说了这么多,终于到了大家期待的代码环节:

    献上本蒟蒻的代码:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std; 
    int main()
    {
    	int n,m;
    	int w[105],v[105],dp[105][1005];
    	memset(dp,0,sizeof(dp));
    	int i,j;
    	scanf("%d %d",&m,&n);
    	for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d %d",&v[i],&w[i]);
    	for(i=1;i<=n;i++)
    	{
    		for(j=0;j<=m;j++)
    		{ 
    			if(j<v[i]) dp[i][j]=dp[i-1][j];
    			else dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-v[i]]+w[i]);
    		}		
    	}
    	printf("%d
    ",dp[n][m]);
    	return 0;
    }
    

    但是------------------

    这个代码是能进行空间优化的!(虽然这道题不需要)

    考虑到状态转移方程只对上一行(dp[i-1][j])进行操作,所以我们可以将dp数组从这样:

    dp[105][1005]

    变成这样:

    dp[1005](详见代码)

    这,就是传说中的滚动数组

    当然,优化了空间之后,中间的操作也需要一些特殊的操作。(详见代码)

    献上本蒟蒻的滚动数组代码:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std; 
    int main()
    {
        int n,m;
        int w[105],v[105],dp[1005];
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        int i,j;
        scanf("%d %d",&m,&n);
        for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d %d",&v[i],&w[i]);
        for(i=1;i<=n;i++)
            for(j=m;j>=0;j--)
                if(j>=v[i]) dp[j]=max(dp[j-v[i]]+w[i],dp[j]);
        printf("%d
    ",dp[m]);
        return 0;
    }
    

    评测结果:

    不加空间优化:

    加滚动数组空间优化:

    虽然好像没什么变化

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