動態(tài)規(guī)劃 背包問題

本篇博文參考此博文败玉,該博文PPT非常有助理解

問題描述:
給定n種物品和一背包。物品i的重量是wi部默,其價值為vi,背包的容量為C造虎。問應(yīng)如何選擇裝入背包的物品,使得裝入背包中物品的總價值最大?

對于一種物品纷闺,要么裝入背包算凿,要么不裝。所以對于一種物品的裝入狀態(tài)可以取0和1.我們設(shè)物品i的裝入狀態(tài)為xi,xi∈ (0,1)犁功,此問題稱為0-1背包問題氓轰。
過程分析
數(shù)據(jù):
物品個數(shù)n=5
物品重量w[n]={0,2浸卦,2署鸡,6,5限嫌,4}
物品價值V[n]={0靴庆,6,3怒医,5炉抒,4,6}
總重量c=10
(第0位稚叹,置為0焰薄,不參與計算,只是便于與后面的下標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一扒袖,無特別用處塞茅,也可不這么處理。)
背包的最大容量為10季率,那么在設(shè)置數(shù)組m大小時野瘦,可以設(shè)行列值為6和11,那么蚀同,對于m(i,j)就表示可選物品為i…n背包容量為j(總重量)時背包中所放物品的最大價值缅刽。

感覺動態(tài)規(guī)劃問題的核心還是在于在已有解決方案的基礎(chǔ)上優(yōu)化,背包問題兩點是構(gòu)建二維數(shù)組通過數(shù)組尋找最優(yōu)解蠢络。
構(gòu)建的核心在于比較尋找最大值衰猛。如下圖所示,核心就是理解Max的尋找過程

還原最優(yōu)解的時候呢刹孔,則是根據(jù)構(gòu)造思路的一個逆向思考啡省。

ppt均來源與頂部博文
public class test03232137 {
    
    public static int m[][]=new int[6][11];  
    public static int c=10;//背包容量
    public static int[] w={0,2,2,6,5,4};//物品重量
    public static int[] v={0,6,3,5,4,6};//物品對應(yīng)的價值
    public static int n=5;//n為物品的個數(shù)
    public static int[] x=new int[n+1];
    public void package_1(int m[][],int w[],int v[],int n)//n代表物品的個數(shù) 
    {  
        //采用從底到頂?shù)捻樞騺碓O(shè)置m[i][j]的值  
        //首先放w[n]  
        for(int j = 0; j <= c; j++)  
           if(j < w[n]) m[n][j] = 0;     //j小于w[n],所對應(yīng)的值設(shè)為0娜睛,否則就為可以放置   
           else         m[n][j] = v[n];  
             
        //對剩下的n-1個物品進(jìn)行放置。  
        int i;  
        for(i = n-1; i >= 1; i--)  
            for(int j = 0; j <= c; j++)  
               if(j < w[i])   
                            m[i][j] = m[i+1][j];//如果j < w[i]則卦睹,當(dāng)前位置就不能放置畦戒,它等于上一個位置的值。  
                                                //否則结序,就比較到底是放置之后的值大障斋,還是不放置的值大,選擇其中較大者徐鹤。              
               else         m[i][j] = m[i+1][j] > m[i+1][j-w[i]] + v[i]?   
                                      m[i+1][j] : m[i+1][j-w[i]] + v[i];    
    }  
    
    public void answer(int m[][],int n)  
    {  
        int j = c;  
        int i;  
        for(i = 1; i <= n-1; i++)  
            if(m[i][j] == m[i+1][j])
                x[i] = 0;  
            else{
                x[i] = 1;  
                j = j - w[i];  
            }      
        x[n] = (m[i][j]==m[i-1][j]) ? 1 : 0;   
    }
    public static void main(String[] args){
        test03232137 t=new test03232137();
        
        t.package_1(m,w,v,n);  
         for(int i = 0; i <= 5; i++)  
         {  
             for(int j = 0; j <= 10; j++)  
             System.out.print(" "+m[i][j]+" ");
             System.out.println();
         }   
         t.answer(m,n);  
         System.out.print("The best answer is:");  
         for(int i = 1; i <= 5; i++)  
             System.out.print(" "+x[i]+" "); 
    }
    
}

運行結(jié)果如圖

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