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1、0019算法笔记——【动态规划】0-1背包问题 1、问题描述: 给定n种物品和一背包。物品i的重量是wi,其价值为vi,背包的容量为C。问:应如何选择装入背包的物品,使得装入背包中物品的总价值最大? 形式化描述:给定c>0,wi>0,vi>0,1≤i≤n.要求找一n元向量(x1,x2,…,xn,),xi∈{0,1},∋∑wixi≤c,且∑vixi达最大.即一个特殊的整数规划问题。 2、最优性原理: 设(y1,y2,…,yn)是(3.4.1)的一个最优解.则(y2,…,yn)是下面相应子问题的一个最优解: 证明:使用
2、反证法。若不然,设(z2,z3,…,zn)是上述子问题的一个最优解,而(y2,y3,…,yn)不是它的最优解。显然有 ∑vizi >∑viyi (i=2,…,n) 且 w1y1+∑wizi<=c 因此 v1y1+∑vizi (i=2,…,n)>∑viyi,(i=1,…,n) 说明(y1,z2,z3,…,zn)是(3.4.1)0-1背包问题的一个更优解,导出(y1,y2,…,yn)
3、不是背包问题的最优解,矛盾。 3、递推关系: 设所给0-1背包问题的子问题 的最优值为m(i,j),即m(i,j)是背包容量为j,可选择物品为i,i+1,…,n时0-1背包问题的最优值。由0-1背包问题的最优子结构性质,可以建立计算m(i,j)的递归式: 注:(3.4.3)式此时背包容量为j,可选择物品为i。此时在对xi作出决策之后,问题处于两种状态之一: (1)背包剩余容量是j,没产生任何效益; (2)剩余容量j-wi,效益值增长了vi ; 算法具体代码如下:[cpp] viewplain copy1
4、.//3d10-1 动态规划 背包问题 2.#include "stdafx.h" 3.#include 4.using namespace std; 5. 6.const int N = 4; 7. 8.void Knapsack(int v[],int w[],int c,int n,int m[][10]); 9.void Traceback(int m[][10],int w[],int c,int n,int x[]); 10. 11.int main() 12.{ 13. int c=8;
5、 14. int v[]={0,2,1,4,3},w[]={0,1,4,2,3};//下标从1开始 15. int x[N+1]; 16. int m[10][10]; 17. 18. cout<<"待装物品重量分别为:"<6、 for(int i=1; i<=N; i++) 27. { 28. cout<7、 { 2. if(x[i]==1) 3. { 4. cout<
8、j=0; j<=jMax;j++) 16.