使用蛮力法和动态规划算法解决0/1背包问题的java代码

时间: 2023-10-22 14:10:07 浏览: 112
1. 蛮力法 蛮力法解决0/1背包问题的思路是枚举所有可能的物品选取方案,然后找出其中满足背包容量限制且总价值最大的方案。 代码如下: ``` public class BruteForceSolution { // 物品重量数组 private int[] weights; // 物品价值数组 private int[] values; // 背包容量 private int capacity; // 物品数量 private int n; // 最大总价值 private int maxTotalValue; public BruteForceSolution(int[] weights, int[] values, int capacity) { this.weights = weights; this.values = values; this.capacity = capacity; this.n = weights.length; this.maxTotalValue = 0; } public int getMaxTotalValue() { return maxTotalValue; } public void solve() { int[] selected = new int[n]; // 记录选取的物品 int[] indexes = new int[n]; // 记录当前物品的选取状态 for (int i = 0; i < n; i++) { indexes[i] = 0; } while (true) { int totalWeight = 0; int totalValue = 0; // 统计当前方案的总重量和总价值 for (int i = 0; i < n; i++) { if (indexes[i] == 1) { totalWeight += weights[i]; totalValue += values[i]; } } // 更新最大总价值 if (totalValue > maxTotalValue && totalWeight <= capacity) { maxTotalValue = totalValue; System.arraycopy(indexes, 0, selected, 0, n); } // 枚举所有可能的物品选取状态 int k = n - 1; while (k >= 0 && indexes[k] == 1) { indexes[k] = 0; k--; } if (k < 0) { break; } indexes[k] = 1; } // 输出最优方案 System.out.print("Selected items: "); for (int i = 0; i < n; i++) { if (selected[i] == 1) { System.out.print(i + " "); } } System.out.println(); } } ``` 2. 动态规划算法 动态规划算法解决0/1背包问题的思路是将问题分解为若干子问题,并通过子问题的最优解来推导出原问题的最优解。 代码如下: ``` public class DynamicProgrammingSolution { // 物品重量数组 private int[] weights; // 物品价值数组 private int[] values; // 背包容量 private int capacity; // 物品数量 private int n; // 最大总价值 private int maxTotalValue; public DynamicProgrammingSolution(int[] weights, int[] values, int capacity) { this.weights = weights; this.values = values; this.capacity = capacity; this.n = weights.length; this.maxTotalValue = 0; } public int getMaxTotalValue() { return maxTotalValue; } public void solve() { int[][] dp = new int[n + 1][capacity + 1]; // dp数组,dp[i][j]表示前i个物品在容量为j时的最大总价值 // 初始化dp数组,当容量为0时,最大总价值为0;当物品数量为0时,最大总价值也为0 for (int i = 0; i <= n; i++) { dp[i][0] = 0; } for (int j = 0; j <= capacity; j++) { dp[0][j] = 0; } // 根据递推公式计算dp数组的值 for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= capacity; j++) { if (weights[i - 1] <= j) { dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - weights[i - 1]] + values[i - 1]); } else { dp[i][j] = dp[i - 1][j]; } } } // 最大总价值即为dp[n][capacity] maxTotalValue = dp[n][capacity]; // 输出最优方案 int[] selected = new int[n]; // 记录选取的物品 int j = capacity; for (int i = n; i >= 1; i--) { if (dp[i][j] > dp[i - 1][j]) { selected[i - 1] = 1; j -= weights[i - 1]; } } System.out.print("Selected items: "); for (int i = 0; i < n; i++) { if (selected[i] == 1) { System.out.print(i + " "); } } System.out.println(); } } ```
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