0/1背包问题。假设有4个物品,其重量分别为(4, 7, 5, 3),价值分别为(40, 42, 25, 12),背包容量W=10,计算背包所装入物品的最大价值,采用分支限界法,画出解空间树
时间: 2023-10-29 16:24:00 浏览: 144
0-1背包问题_.java给定背包的容量c,物品数量n、物品重量的集合w[n]和物品价值的集合
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好的,针对您的问题,我来简单介绍一下采用分支限界法解决0/1背包问题的步骤,并画出解空间树。
1. 状态空间树的构建
首先,我们需要将问题转化为状态空间树,以便于搜索。对于0/1背包问题,我们可以采用以下方式构建状态空间树:
- 根节点为初始状态,即背包容量为0,价值为0。
- 每个节点表示当前可选物品的状态,如第i个物品选或不选。
- 每个节点有两个子节点,分别表示选取和不选取第i个物品的状态。
- 叶子节点表示一种选取方案,即已经选取了所有的物品。
2. 分支限界法的步骤
接下来,我们可以采用分支限界法来解决这个问题,步骤如下:
(1) 将根节点加入待扩展节点列表。
(2) 从待扩展节点列表中取出上界最小的节点进行扩展。
(3) 对于每个子节点,计算其上下界,并将其加入待扩展节点列表中。
(4) 重复步骤(2)和(3),直到找到最优解或待扩展节点列表为空。
(5) 输出最优解。
3. 解空间树的画法
最后,我们可以画出解空间树,以便于理解搜索过程。解空间树是状态空间树的一部分,只包含符合约束条件的节点。
在这个例子中,我们可以画出以下解空间树:
```
(0,0)
/ \
(4,40) (0,0)
/ \ / \
(11,82) (4,40) (7,42) (0,0)
/ \ / \
(16,107)(11,82)(9,67)(4,52)
```
其中,每个节点的标记为(剩余容量, 累计价值)。我们可以看到,分支限界法会按照上界从小到大的顺序进行搜索,不断缩小解空间,直到找到最优解。
在这个例子中,背包所装入物品的最大价值为82,对应的选取方案为第1个物品和第2个物品。
希望这个解释能够帮到您!
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