動態規劃解決0 1揹包問題

2021-10-04 11:46:44 字數 1618 閱讀 6587

把揹包問題抽象化(x1,x2,…,xn,其中 xi 取0或1,表示第 i 個物品選或不選),vi表示第 i個物品的價值,wi表示第 i 個物品的體積(重量);

建立模型,即求max(v1x1+v2x2+…+vnxn);

約束條件,w1x1+w2x2+…+wnxn定義v(i,j):當前揹包容量 j,前 i 個物品最佳組合對應的價值;

最優性原理是動態規劃的基礎,最優性原理是指「多階段決策過程的最優決策序列具有這樣的性質:不論初始狀態和初始決策如何,對於前面決策所造成的某一狀態而言,其後各階段的決策序列必須構成最優策略」。判斷該問題是否滿足最優性原理,採用反證法證明:

假設(x1,x2,…,xn)是01揹包問題的最優解,則有(x2,x3,…,xn)是其子問題的最優解,

假設(y2,y3,…,yn)是上述問題的子問題最優解,則理應有(v2y2+v3y3+…+vnyn)+v1x1 > (v2x2+v3x3+…+vnxn)+v1x1;

而(v2x2+v3x3+…+vnxn)+v1x1=(v1x1+v2x2+…+vnxn),則有(v2y2+v3y3+…+vnyn)+v1x1 > (v1x1+v2x2+…+vnxn);

該式子說明(x1,y2,y3,…,yn)才是該01揹包問題的最優解,這與最開始的假設(x1,x2,…,xn)是01揹包問題的最優解相矛盾,故01揹包問題滿足最優性原理;

尋找遞推關係式,面對當前商品有兩種可能性:

第一,包的容量比該商品體積小,裝不下,此時的價值與前i-1個的價值是一樣的,即v(i,j)=v(i-1,j);

第二,還有足夠的容量可以裝該商品,但裝了也不一定達到當前最優價值,所以在裝與不裝之間選擇最優的乙個,即v(i,j)=max{ v(i-1,j),v(i-1,j-w(i))+v(i) }

其中v(i-1,j)表示不裝,v(i-1,j-w(i))+v(i) 表示裝了第i個商品,揹包容量減少w(i)但價值增加了v(i);

由此可以得出遞推關係式:

1) j2) j>=w(i) v(i,j)=max{ v(i-1,j),v(i-1,j-w(i))+v(i) }

#include

#define cap 1500

#define num 50

using

namespace std;

int w[num]

;int v[num]

;int p[num]

[cap]

;void

knapsack

(int c,

int n)

for(

int i=n-

1;i>

1;i--

) p[1]

[c]=p[2]

[c];

if(c>w[1]

) p[1]

[c]=

max(p[1]

[c],p[2]

[c-w[1]

]+v[1]

);}void

traceback

(int c,

int n,

int x)

x[n]

=(p[n]

[c])?1

:0;}

}int

main()

動態規劃解決01揹包問題

0 1揹包 動態規劃 問題描述 給定n種物品和一揹包。物品i的重量是wi,其價值是vi,揹包的容量為c。問應如何選擇裝入揹包的物品,使得裝入揹包中物品的總價值最大?問題分析 對於一種問題,要麼裝入揹包,要麼不裝。所以對於一種物品的裝入狀態可以取0和1。eg 物品個數n 5,物品重量w n 物品價值v...

動態規劃解決01揹包問題

本程式旨在利用動態規劃解決有價值的0 1揹包問題 物品的大小和價值以及揹包的大小儲存在乙個放置在e盤根目錄下的的csv檔案中 include include include include include include using namespace std int main 讀入資料的部分結束了...

動態規劃揹包問題 01揹包

問題描述 n種物品,每種乙個。第i種物品的體積為vi,重量為wi。選一些物品裝到容量為c的揹包,使得揹包內物品不超過c的前提下,重量最大。問題分析 宣告乙個f n c 的陣列。f i j 表示把前i件物品都裝到容量為j的揹包所獲得的最大重量。當 j v i 時,揹包容量不足以放下第 i 件物品,f ...