回溯法 裝載問題與0 1揹包問題

2021-10-10 13:38:51 字數 2644 閱讀 6415

問題:

有一批共n個貨櫃要裝上2艘載重量分別為c1和c2的輪船,其中貨櫃i的重量為wi,且貨櫃總重小於等於輪船總載重。

裝載問題要求確定是否有乙個合理的裝載方案可將這批貨櫃裝上這2艘輪船。如果有,找出一種裝載方案。

分析:

假如要將貨櫃裝進兩艘輪船,那麼只需將第一艘輪船盡可能裝滿,剩下的盡量裝進第二艘就可以了。

因此原問題被分解為兩個模式相同的問題:從所有貨櫃中挑選出使得貨輪1載重最大的那些,然後再從剩下的貨櫃中選出使得貨輪2載重最大的那些。這是價值等於重量的特殊的0-1揹包問題。

0-1揹包可以用動態規劃求解,複雜度為o(nc),也可以用回溯求解,複雜度o(2n)在某些情況下會更優。

在本題中,採用子集樹,約束函式為當前選擇的貨物總重量小於載重,限界函式為當前選擇的貨物的總重量加上還沒有檢查的貨物的總重量比當前的最優解大。

在實際**寫的時候,對於這種特殊的1-0子樹,可以左判約束右判界,即擴充套件節點為左孩子的時候,只判斷約束函式,因為左代表著選擇這一層的貨物,約束函式的值可能發生改變,限界函式的值不會改變;右代表著不選,約束函式不變,限界函式可能改變。這樣就少了點判斷,減少點複雜度。

**:

#include

using

namespace std;

#define maxn 105

// 物品重量

int w[maxn]

;// 最大載重量

int c;

// 當前最優解

int bestw =-1

;// 結果記錄陣列

bool res[maxn]

;// 計算當前所選物品的s總重量

intsum

(int pos,

int n)

}return tmp;

}// 約束函式

bool

constrain

(int pos,

int n)

// 限界函式

bool

bound

(int pos,

int n)

return

sum(pos,n)

+ tmp > bestw ?

true

:false;}

// 遞迴法求解最大裝載問題

void

loadingtraceback

(int pos,

int n)

else

// 右孩子,不選

res[pos]=0

;// 假如滿足限界,那就繼續if(

bound

(pos,n))}

}// 迭代法求解最大裝載問題

void

loadingiterate

(int pos,

int n)

else}}

else

else}}

} pos--

; f[pos]++;

}}intmain()

至於0-1揹包問題,將約束函式和限界函式做出修改即可。

#include

using

namespace std;

#define maxn 105

// 物品重量

int w[maxn]

;// 物品價值

int v[maxn]

;// 最大載重量

int c;

// 當前最優解

int bestv =-1

;// 結果記錄陣列

bool res[maxn]

;// 計算當前所選物品的總價值

intsum

(int pos)

}return tmp;

}// 約束函式

bool

constrain

(int pos,

int n)

}return tmp > c ?

false

:true;}

// 限界函式

bool

bound

(int pos,

int n)

return

sum(pos)

+ tmp > bestv ?

true

:false;}

// 遞迴法求解0-1揹包問題

void

loadingtraceback

(int pos,

int n)

else

// 右孩子,不選

res[pos]=0

;// 假如滿足限界,那就繼續if(

bound

(pos,n))}

}// 迭代法求解0-1揹包問題

void

loadingiterate

(int pos,

int n)

else}}

else

else}}

} pos--

; f[pos]++;

}}intmain()

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