動態(tài)規(guī)劃-背包問題(1)-01背包

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01背包

有N件物品和一個最多能被重量為W 的背包形庭。第i件物品的重量是weight[i]厌漂,得到的價值是value[i] 萨醒。每件物品只能用一次苇倡,求解將哪些物品裝入背包里物品價值總和最大。

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問題:背包容量為4晓褪,物品以及其重量和價值如下表所示综慎,問背包能背的最大價值是多少?
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01背包——二維dp數(shù)組解法

動態(tài)方程:int[][]dp = new int[n][bagWeight+1]好港,其中n為物品的個數(shù),bagWeight為背包的容量
dp[i][j]表示從[0-i]中挑選物品钧汹,放入容量為j的背包中,價值總和最大是多少
二維dp數(shù)組如下圖所示:

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初始化:背包重量為0碗降,總價值為0辨宠;當(dāng)只裝入第一個背包且背包重量大于等于weight[0]時货裹,dp[0][j]=val[0]
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動態(tài)轉(zhuǎn)移:dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - weight[i]] + value[i])
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Java代碼

  // 二維dp數(shù)組01背包 時間復(fù)雜度 O(n^2)
    public static void backPack2(int []w,int[] val,int bagWeight){
        int n = w.length;
        //dp[i][j]表示從[0-i]中挑選物品,放入容量為j的背包中赋兵,價值總和最大是多少
        int[][]dp = new int[n][bagWeight+1];
        //初始化
        for(int i=0;i<dp.length;i++){
            dp[i][0] = 0;//背包容量為0時搔预,放入物品的價值為0
        }
        for(int j = w[0];j<=bagWeight;j++){
            dp[0][j] = val[0];//只裝入第一個物品時  ,放入物品的價值就是val[0]
        }
        for(int i=1;i<dp.length;i++){//遍歷物品
            for(int j=1;j<dp[0].length;j++){//遍歷背包容量
                if(j<w[i]) dp[i][j] = dp[i-1][j];
                else dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-w[i]]+val[i]);
            }
        }
        System.out.println("放入物品的最大價值:"+dp[n-1][bagWeight]);
    }

01背包——一維dp數(shù)組解法

動態(tài)方程:int[] dp = new int[bagWeight+1];拯田,其中bagWeight為背包的容量
dp[j]表示表示背包容量為j時,能獲得的最大價值
初始化:dp[0] = 0,背包容量為0所背的物品的最大價值就是0吭产。
遞歸公式:dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i])
Java代碼

    //一維dp數(shù)組(滾動數(shù)組) 時間復(fù)雜度O(n)
    public static void backPack(int []w,int[] val,int bagWeight){
       //定義dp數(shù)組表示dp[j]表示背包容量為j時鸭轮,能獲得的最大價值
       int[] dp = new int[bagWeight+1];//初始化全為0
       //遍歷順序:先遍歷物品在遍歷背包的重量;
        for(int i =0;i<w.length;i++){
            //01背包內(nèi)嵌的循環(huán)是從大到小遍歷窃爷,為了保證每個物品僅被添加一次。
            for(int j =bagWeight;j>=w[i];j--){
                dp[j] = Math.max(dp[j],dp[j-w[i]]+val[i]);
                //dp[j-w[i]]+val[i] 表示加上第i個物品的后的總價值
            }
        }
        for(int j=0;j<=bagWeight;j++){
            System.out.println("背包容量為"+j+"時医吊,dp["+j+"]="+dp[j]+" ");
        }
        System.out.println("放入物品的最大價值:"+dp[bagWeight]);
    }

倒敘遍歷是為了保證物品i只被放入一次逮京!卿堂。但如果一旦正序遍歷了造虏,那么物品0就會被重復(fù)加入多次麦箍!

參考:代碼隨想錄-背包理論

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