使用C语言编写代码试用动态规划方法求解0-1背包问题并编程在计算机上实现,同时进行时间复杂性分析。 n个物品和1个背包,对物品i,其价值为vi,重量为wi,背包的容量为W。如何选取物品装入背包,使背包中所装入的物品的总价值最大。
时间: 2024-02-27 20:53:47 浏览: 74
0-1背包问题可以使用动态规划算法解决。具体的算法步骤如下:
1. 定义一个二维数组 `dp`,其中 `dp[i][j]` 表示在前 `i` 个物品中选取总重量不超过 `j` 的物品的最大总价值。
2. 初始化 `dp` 数组,即 `dp[0][j] = 0` 和 `dp[i][0] = 0`。
3. 对于每个物品 `i`,遍历所有的背包容量 `j`,计算 `dp[i][j]` 的值:
- 如果 `w[i] > j`,则无法将物品 `i` 放入背包,此时 `dp[i][j] = dp[i-1][j]`。
- 否则,可以选择将物品 `i` 放入背包或者不放入背包:
- 如果选择放入物品 `i`,则 `dp[i][j] = dp[i-1][j-w[i]] + v[i]`。
- 如果选择不放入物品 `i`,则 `dp[i][j] = dp[i-1][j]`。
- 取这两种情况的最大值作为 `dp[i][j]` 的值。
4. 最终的结果为 `dp[n][W]`。
下面是相应的 C 代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_N 100
#define MAX_W 1000
int max(int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
int main() {
int n, W, w[MAX_N], v[MAX_N], dp[MAX_N+1][MAX_W+1];
scanf("%d%d", &n, &W);
for (int i = 1; i <= n; i++) {
scanf("%d%d", &w[i], &v[i]);
}
// 初始化 dp 数组
for (int i = 0; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 0;
}
for (int j = 0; j <= W; j++) {
dp[0][j] = 0;
}
// 计算 dp 数组
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= W; j++) {
if (w[i] > j) {
dp[i][j] = dp[i-1][j];
} else {
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i]);
}
}
}
printf("%d\n", dp[n][W]);
return 0;
}
```
其中,`w` 数组存储了每个物品的重量,`v` 数组存储了每个物品的价值,`dp` 数组为动态规划数组。在遍历背包容量时,如果物品 `i` 的重量大于当前背包容量,则无法将物品 `i` 放入背包,此时 `dp[i][j] = dp[i-1][j]`;否则,可以选择放入物品 `i` 或者不放入物品 `i`,取这两种情况的最大值作为 `dp[i][j]` 的值。最终的结果为 `dp[n][W]`,即前 `n` 个物品中选取总重量不超过 `W` 的物品的最大总价值。
时间复杂度为 $O(nW)$,空间复杂度为 $O(nW)$。
阅读全文