• 多重背包


    转自:http://blog.csdn.net/lyhvoyage/article/details/8545852
    多重背包(MultiplePack): 有N种物品和一个容量为V的背包。第i种物品最多有n[i]件可用,每件费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。

    这题目和完全背包问题很类似。基本的方程只需将完全背包问题的方程略微一改即可,因为对于第i种物品有n[i]+1种策略:取0件,取1件……取n[i]件。令f[i][v]表示前i种物品恰放入一个容量为v的背包的最大权值

    f[i][v]=max{f[i-1][v-k*c[i]]+k*w[i]|0<=k<=n[i]}

    这里有两种方法,第一:转化为01背包,第二:可以转换成二进制。
    普通的转换对于数量较多时,则可能会超时,可以转换成二进制

    第一种方法:对于普通的。就是多了一个中间的循环,把j=0~bag[i],表示把第i中背包从取0件枚举到取bag[i]件
    给出一个例题:(http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2191)

    代码 转化为01背包
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    
    int Value[105];
    int Cost[105];
    int Bag[105];
    int dp[105];
    
    int main()
    {
        int C,m,n;
        scanf("%d",&C);
        while(C--)
        {
            scanf("%d%d",&n,&m);
            for(int i = 1; i <= m; i++)
                scanf("%d%d%d",&Cost[i],&Value[i],&Bag[i]);
            memset(dp,0,sizeof(dp));
            for(int i=1; i<= m; i++)
                for(int j=1; j<=Bag[i]; j++)
                    for(int k=n; k>=Cost[i]; k--)
                        dp[k]=max(dp[k], dp[k-Cost[i]]+Value[i]);
            printf("%d
    ",dp[n]);
        }
        return 0;
    }

    第二种方法
    多重背包转换成 01 背包问题就是多了个初始化,把它的件数C 用二进制分解成若干个件数的集合,这里面数字可以组合成任意小于等于C的件数,而且不会重复,之所以叫二进制分解,是因为这样分解可以用数字的二进制形式来解释
    比如:7的二进制 7 = 111 它可以分解成 001 010 100 这三个数可以组合成任意小于等于7 的数,而且每种组合都会得到不同的数
    15 = 1111 可分解成 0001 0010 0100 1000 四个数字
    如果13 = 1101 则分解为 0001 0010 0100 0110 前三个数字可以组合成 7以内任意一个数,即1、2、4可以组合为1——7内所有的数,加上 0110 = 6 可以组合成任意一个大于6 小于等于13的数,比如12,可以让前面贡献6且后面也贡献6就行了。虽然有重复但总是能把 13 以内所有的数都考虑到了,基于这种思想去把多件物品转换为,多种一件物品,就可用01 背包求解了。
    看代码:

    int n;  //输入有多少种物品
    int c;  //每种物品有多少件
    int v;  //每种物品的价值
    int s;  //每种物品的尺寸
    int count = 0; //分解后可得到多少种物品
    int value[MAX]; //用来保存分解后的物品价值
    int size[MAX];  //用来保存分解后物品体积
    
    scanf("%d", &n);    //先输入有多少种物品,接下来对每种物品进行分解
    
    while (n--)     //接下来输入n中这个物品
    {
        scanf("%d%d%d", &c, &s, &v);  //输入每种物品的数目和价值
        for (int k=1; k<=c; k<<=1)   //<<右移 相当于乘二
        {
            value[count] = k*v;
            size[count++] = k*s;
            c -= k;
        }
        if (c > 0)
        {
            value[count] = c*v;
            size[count++] = c*s;
        }
    }

    定理:一个正整数n可以被分解成1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1(k是满足n-2^k+1>0的最大整数)的形式,且1~n之内的所有整数均可以唯一表示成1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1中某几个数的和的形式。
    证明如下:
    (1) 数列1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1中所有元素的和为n,所以若干元素的和的范围为:[1, n];
    (2)如果正整数t<= 2^k – 1,则t一定能用1,2,4,…,2^(k-1)中某几个数的和表示,这个很容易证明:我们把t的二进制表示写出来,很明显,t可以表示成n=a0*2^0+a1*2^1+…+ak*2^(k-1),其中ak=0或者1,表示t的第ak位二进制数为0或者1.
    (3)如果t>=2^k,设s=n-2^k+1,则t-s<=2^k-1,因而t-s可以表示成1,2,4,…,2^(k-1)中某几个数的和的形式,进而t可以表示成1,2,4,…,2^(k-1),s中某几个数的和(加数中一定含有s)的形式。
    (证毕!)

    二进制优化代码
    #include<string.h>
    #include<algorithm>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
        int nCase,Limit,nKind,i,j,  v[111],w[111],c[111],dp[111];
        //v[]存价值,w[]存尺寸,c[]存件数
        //在本题中,价值是米的重量,尺寸是米的价格
        int count,Value[1111],size[1111];
        //count存储分解完后的物品总数
        //Value存储分解完后每件物品的价值
        //size存储分解完后每件物品的尺寸
        cin>>nCase;
        while(nCase--)
        {
            count=0;
            cin>>Limit>>nKind;
            for(i=0; i<nKind; i++)
            {
                cin>>w[i]>>v[i]>>c[i];
                //对该种类的c[i]件物品进行二进制分解
                for(j=1; j<=c[i]; j<<=1)
                {
                    //<<左移1位,相当于乘2
                    Value[count]=j*v[i];
                    size[count++]=j*w[i];
                    c[i]-=j;
                }
                if(c[i]>0)
                {
                    Value[count]=c[i]*v[i];
                    size[count++]=c[i]*w[i];
                }
            }
            //经过上面对每一种物品的分解,
            //现在Value[]存的就是分解后的物品价值
            //size[]存的就是分解后的物品尺寸
            //count就相当于原来的n
            //下面就直接用01背包算法来解
            memset(dp,0,sizeof(dp));
            for(i=0; i<count; i++)
                for(j=Limit; j>=size[i]; j--)
                        dp[j]=max(dp[j],dp[j-size[i]]+Value[i]);
    
            cout<<dp[Limit]<<endl;
        }
        return 0;
    }
    模板
    #include<stdio.h>  
    #include<string.h>  
    int dp[102];  
    int p[102],h[102],c[102];  
    int n,m;  
    void comback(int v,int w)//经费,重量。完全背包;  
    {  
        for(int i=v; i<=n; i++)  
            if(dp[i]<dp[i-v]+w)  
                dp[i]=dp[i-v]+w;  
    }  
    void oneback(int v,int w)//经费,重量;01背包;  
    {  
        for(int i=n; i>=v; i--)  
            if(dp[i]<dp[i-v]+w)  
                dp[i]=dp[i-v]+w;  
    }  
    int main()  
    {  
        int ncase,i,j,k;  
        scanf("%d",&ncase);  
        while(ncase--)  
        {  
            memset(dp,0,sizeof(dp));  
            scanf("%d%d",&n,&m);//经费,种类;  
            for(i=1; i<=m; i++)  
            {  
                scanf("%d%d%d",&p[i],&h[i],&c[i]);//价值,重量,数量;  
                if(p[i]*c[i]>=n) comback(p[i],h[i]);  
                else  
                {  
                    for(j=1; j<c[i]; j<<1)  
                    {  
                        oneback(j*p[i],j*h[i]);  
                        c[i]=c[i]-j;  
                    }  
                    oneback(p[i]*c[i],h[i]*c[i]);  
                }  
            }  
            printf("%d
    ",dp[n]);  
        }  
        return 0;  
    }  

    是不是还没懂啊!我反正不懂,那就再来一道模板题。
    :http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1059

    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <iostream>
    #include <stack>
    #include <queue>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
    using namespace std;
    int dp[50000],v;
    void bag01(int c,int w)//01背包
    {
        int i;
        for(i=v; i>=c; i--)
        {
            dp[i]=max(dp[i],dp[i-c]+w);
        }
    }
    void bagall(int c,int w)//完全背包
    {
        int i;
        for(i=c; i<=v; i++)
        {
            dp[i]=max(dp[i],dp[i-c]+w);
        }
    }
    void multbag(int c,int w,int n)//多重背包
    {
        if(c*n>=v)
        {
            bagall(c,w);
            return ;
        }
        int k=1;
        while(k<=n)
        {
            bag01(k*c,k*w);
            n=n-k;
            k=k*2;
        }
        bag01(n*c,n*w);
    }
    int main()
    {
        int a[10],q=1;
        while(1)
        {
            mem(dp,0);
            int flag=0,sum=0;
            for(int i=0; i<6; i++)
            {
                scanf("%d",&a[i]);
                if(a[i]==0)
                    flag++;
                else
                    sum+=a[i]*(i+1);
            }
            if(flag==6)
                return 0;
            if(sum&1)//如果是奇数,直接输不能
                printf("Collection #%d:
    Can't be divided.
    
    ",q++);
            else
            {
                v=sum/2;
                for(int i=0; i<6; i++)
                    if(a[i])
                        multbag(i+1,i+1,a[i]);//进行多重背包
                if(v==dp[v])
                    printf("Collection #%d:
    Can be divided.
    
    ",q++);
                else
                    printf("Collection #%d:
    Can't be divided.
    
    ",q++);
            }
        }
        return 0;
    }

    因为三个背包加在一起太长,我都看不下去了,换个地方,
    01背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54378762
    完全背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54410854

    "No regrets."
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zxy160/p/7215173.html
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