01揹包(zeroonepack):
有n件物品和乙個容量為v的揹包。(每種物品均只有一件)第i件物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。
完全揹包(completepack):
有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。第i種物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。
多重揹包(multiplepack):
有n種物品和乙個容量為v的揹包。第i種物品最多有n[i]件可用,每件費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。
比較三個題目,會發現不同點在於每種揹包的數量,01揹包是每種只有一件,完全揹包是每種無限件,而多重揹包是每種有限件。
①、01揹包:
有n件物品和乙個容量為v的揹包。(每種物品均只有一件)第i件物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。
這是最基礎的揹包問題,特點是:每種物品僅有一件,可以選擇放或不放。
用子問題定義狀態:即f[i][v]表示前i件物品恰放入乙個容量為v的揹包可以獲得的最大價值。則其狀態轉移方程便是:
f[i][v]=max
把這個過程理解下:在前i件物品放進容量v的揹包時,
它有兩種情況:
第一種是第i件不放進去,這時所得價值為:f[i-1][v]
第二種是第i件放進去,這時所得價值為:f[i-1][v-c[i]]+w[i]
(第二種是什麼意思?就是如果第i件放進去,那麼在容量v-c[i]裡就要放進前i-1件物品)
最後比較第一種與第二種所得價值的大小,哪種相對大,f[i][v]的值就是哪種。
(這是基礎,要理解!)
這裡是用二位陣列儲存的,可以把空間優化,用一位陣列儲存。
用f[0..v]表示,f[v]表示把前i件物品放入容量為v的揹包裡得到的價值。把i從1~n(n件)迴圈後,最後f[v]表示所求最大值。
*
這裡f[v]就相當於二位陣列的f[i][v]。那麼,如何得到f[i-1][v]和f[i-1][v-c[i]]+w[i]?(重點!思考)
首先要知道,我們是通過i從1到n的迴圈來依次表示前i件物品存入的狀態。即:for i=1..n現在思考如何能在是f[v]表示當前狀態是容量為v的揹包所得價值,而又使f[v]和f[v-c[i]]+w[i]標籤前一狀態的價值?
逆序!
只有v從大到小,這樣v-c[i]才能比v更晚更新,所以f[v]和f[v-c[i]]+w[i]記錄的是上一重迴圈留下的值,也就是上乙個狀態。這才是前一狀態的真正含義。
這就是關鍵!
[cpp]view plain
copy
fori=1..n
forv=v..0
f[v]=max;
分析上面的**:當內迴圈是逆序時,就可以保證後乙個f[v]和f[v-c[i]]+w[i]是前一狀態的!
資料: 測試資料: 10,3 3,4 4,5 5,6
這個圖表畫得很好,藉此來分析:
c[v]從物品i=1開始,迴圈到物品3,期間,每次逆序得到容量v在前i件物品時可以得到的最大值。
這裡以一道題目來具體看看:
題目:**在這裡:
完全揹包:
完全揹包(completepack): 有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。第i種物品的費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。 完全揹包按其思路仍然可以用乙個二維陣列來寫出:
同樣可以轉換成一維陣列來表示:
偽**如下:
[cpp]view plain
copy
fori=1..n
forv=0..v
f[v]=max
順序!想必大家看出了和01揹包的區別,這裡的內迴圈是順序的,而01揹包是逆序的。
現在關鍵的是考慮:為何完全揹包可以這麼寫?
在次我們先來回憶下,01揹包逆序的原因?是為了是max中的兩項是前一狀態值,這就對了。這裡同樣給大家一道題目:那麼這裡,我們順序寫,這裡的max中的兩項當然就是當前狀態的值了,為何?
因為每種揹包都是
無限的。當我們把i從1到n迴圈時,f[v]表示容量為v在前i種揹包時所得的價值,這裡我們要新增的不是前乙個揹包,而是當前揹包。所以我們要考慮的當然是當前狀態。
題目:**:
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描述 直接說題意,完全揹包定義
有n種物品和乙個容量為v的揹包,每種物品都有無限件可用。
第i種物品的體積是c,價值是w。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的體積總和不超過揹包容量,且價值總和最大。本題要求是揹包
恰好裝滿揹包時,求出最大價值總和是多少。如果不能恰好裝滿揹包,輸出no
輸入第一行: n 表示有多少組測試資料(n<7)。
接下來每組測試資料的第一行有兩個整數m,v。 m表示物品種類的數目,v表示揹包的總容量。(0輸出
對應每組測試資料輸出結果(如果能恰好裝滿揹包,輸出裝滿揹包時揹包內物品的最大價值總和。 如果不能恰好裝滿揹包,輸出no)
樣例輸入
2樣例輸出1 52 2
2 52 2
5 1
no1
/*完全揹包與01揹包在實現起來最大的區別就是乙個順序乙個逆序,
至於為什麼,想象一下轉化圖就可以。因為01揹包需要的是上乙個
迴圈遺留下來的那些值,而完全揹包需要的是這一層已經得到的值.
即表達的是乙個物品可以放無數次。另外這道題要求的是剛好填滿
揹包,所以就有乙個技巧,就是開始時只把dp[0]初始化為0,其他
都是負無窮,所以在dp更新的時候只有達到0才會產生乙個正值。*/
#include #include #define inf 0xfffffff
using namespace std;
int dp[50003], w[2003], v[2003];
int main()
if(dp[s] > 0)
printf("%d\n", dp[s]);
else
printf("no\n");
} return 0;
}
多重揹包
多重揹包(multiplepack): 有n種物品和乙個容量為v的揹包。第i種物品最多有n[i]件可用,每件費用是c[i],價值是w[i]。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。
這題目和完全揹包問題很類似。基本的方程只需將完全揹包問題的方程略微一改即可,因為對於第i種物品有n[i]+1種策略:取0件,取1件……取n[i]件。令f[i][v]表示前i種物品恰放入乙個容量為v的揹包的最大權值,則有狀態轉移方程:
這裡同樣轉換為01揹包:普通的轉換對於數量較多時,則可能會超時,可以轉換成二進位制(暫時不了解,所以先不講) 對於普通的。就是多了乙個中間的迴圈,把j=0~bag[i],表示把第i中揹包從取0件列舉到取bag[i]件。
給出乙個例題:
題目:**:
揹包 01揹包,完全揹包,多重揹包
哈哈 01揹包 f i v max 完全揹包 f i v max 多重揹包 f i v max include include include include include define maxn 1000 using namespace std int n,cap int w maxn 重量 花...
01揹包 完全揹包 多重揹包
01揹包 zeroonepack 有n件物品和乙個容量為v的揹包,每種物品均只有一件。第i件物品的費用是c i 價值是w i 求解將哪些物品裝入揹包可使價值總和最大。include include includeusing namespace std const int n 1000 10 int ...
01揹包,完全揹包,多重揹包
01揹包 include int c 101 1001 定義100個物品1000重量的總價值陣列 void calcmaxvalues int n,int t w v 101 w單個物品的重量,v單個物品的價值 for i 1 i n i for i 1 i n i else else printf...