01背包问题的优化解法

来源:互联网 发布:js点击变色再点击还原 编辑:程序博客网 时间:2024/06/02 13:57

01背包(ZeroOnePack:N件物品和一个容量为V的背包。(每种物品均只有一件)第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。

这是最基础的背包问题,特点是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。

用子问题定义状态:即f[i][v]表示前i件物品恰放入一个容量为v的背包可以获得的最大价值。则其状态转移方程便是:

f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}

把这个过程理解下:在前i件物品放进容量v的背包时,

它有两种情况:

第一种是第i件不放进去,这时所得价值为:f[i-1][v]

第二种是第i件放进去,这时所得价值为:f[i-1][v-c[i]]+w[i]

(第二种是什么意思?就是如果第i件放进去,那么在容量v-c[i]里就要放进前i-1件物品)

最后比较第一种与第二种所得价值的大小,哪种相对大,f[i][v]的值就是哪种。

(这是基础,要理解!)

这里是用二位数组存储的,可以把空间优化,用一位数组存储。

f[0..v]表示,f[v]表示把前i件物品放入容量为v的背包里得到的价值。把i1~n(n)循环后,最后f[v]表示所求最大值。

*这里f[v]就相当于二位数组的f[i][v]。那么,如何得到f[i-1][v]f[i-1][v-c[i]]+w[i]?(重点!思考)

首先要知道,我们是通过i1n的循环来依次表示前i件物品存入的状态。即:fori=1..N

现在思考如何能在是f[v]表示当前状态是容量为v的背包所得价值,而又使f[v]f[v-c[i]]+w[i]标签前一状态的价值?

逆序!

这就是关键!

fori=1..N

forv=V..0

f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]};

分析上面的代码:当内循环是逆序时,就可以保证后一个f[v]f[v-c[i]]+w[i]是前一状态的!

这里给大家一组测试数据:

测试数据:
10,3
3,4
4,5
5,6

这个图表画得很好,借此来分析:

C[v]从物品i=1开始,循环到物品3,期间,每次逆序得到容量v在前i件物品时可以得到的最大值。

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