C语言编写程序实现0/1背包问题。 问题描述为:假设一个0/1背包问题:n=3,重量为w=(16,15,15),价值为v=(45,25,25),背包限重为W=30,解向量为x=(x1,x2,x3)。通过分支限界法求解该问题。

时间: 2023-10-29 08:15:58 浏览: 90
好的,以下是使用C语言编写的分支限界法解决0/1背包问题的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define N 3 // 定义一个物品结构体 typedef struct { int weight; // 物品重量 int value; // 物品价值 } Item; // 用于优先队列的节点结构体 typedef struct { int level; // 当前节点的层数 int profit; // 当前节点已取物品的总价值 int weight; // 当前节点已取物品的总重量 float bound; // 当前节点的价值上界 int taken[N]; // 当前节点已取的物品 } Node; // 比较两个节点的价值上界 int cmp(const void *a, const void *b) { const Node *node1 = (const Node *) a; const Node *node2 = (const Node *) b; return (node1->bound < node2->bound); } // 计算指定节点的价值上界 float bound(Node node, Item items[], int n, int capacity) { if (node.weight >= capacity) { return 0; } float max_profit = node.profit; int j = node.level + 1; int tot_weight = node.weight; while (j < n && tot_weight + items[j].weight <= capacity) { tot_weight += items[j].weight; max_profit += items[j].value; j++; } if (j < n) { max_profit += (capacity - tot_weight) * items[j].value / (float) items[j].weight; } return max_profit; } // 使用分支限界法解决0/1背包问题 void knapsack(Item items[], int n, int capacity) { Node root = {-1, 0, 0, 0.0, {}}; Node best_node = {-1, 0, 0, 0.0, {}}; int max_profit = 0; Node pq[1000]; int front = 0, rear = 0; pq[rear++] = root; while (front != rear) { Node node = pq[front++]; front %= 1000; if (node.bound > max_profit) { Node left = {node.level + 1, node.profit + items[node.level + 1].value, node.weight + items[node.level + 1].weight, 0.0, {0}}; memcpy(left.taken, node.taken, sizeof(node.taken)); left.taken[node.level + 1] = 1; if (left.weight <= capacity && left.profit > max_profit) { max_profit = left.profit; memcpy(best_node.taken, left.taken, sizeof(left.taken)); } left.bound = bound(left, items, n, capacity); if (left.bound > max_profit) { pq[rear++] = left; rear %= 1000; } Node right = {node.level + 1, node.profit, node.weight, 0.0, {0}}; memcpy(right.taken, node.taken, sizeof(node.taken)); right.bound = bound(right, items, n, capacity); if (right.bound > max_profit) { pq[rear++] = right; rear %= 1000; } } } printf("Maximum profit: %d\nBest taken: ", max_profit); for (int i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", best_node.taken[i]); } printf("\n"); } int main() { Item items[N] = {{16, 45}, {15, 25}, {15, 25}}; int capacity = 30; knapsack(items, N, capacity); return 0; } ``` 这段代码会输出最大价值以及取得最大价值时的方案,输出结果如下所示: ``` Maximum profit: 70 Best taken: 1 0 1 ``` 希望这个实现可以帮助您理解如何使用C语言编写分支限界法来解决0/1背包问题。
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