、部分背包问题:n 个物品和 1 个背包。对物品 i(i=1,2,…,n),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?物品可以分 割。Python
时间: 2023-09-23 22:07:30 浏览: 97
部分背包问题可以使用贪心算法或动态规划算法求解。下面给出使用动态规划算法的Python代码实现。
```python
def bag(n, w, v, c):
"""
部分背包问题的动态规划算法实现
:param n: 物品数量
:param w: 物品重量列表
:param v: 物品价值列表
:param c: 背包容量
:return: 装入背包的物品的最大总价值
"""
# 创建动态规划表
dp = [0] * (c + 1)
for i in range(n):
# 物品可以分割,使用01背包的思路计算最大价值
for j in range(c, w[i] - 1, -1):
dp[j] = max(dp[j], dp[j - w[i]] + v[i] * (j // w[i]))
return dp[c]
```
其中,dp[i]表示容量为i的背包可以装入的物品的最大总价值。对于每个物品i,从容量为c到物品重量w[i]之间的容量范围内,更新dp数组的值,直到达到容量上限c。最终返回dp[c]即可,即背包容量为c时可以装入的物品的最大总价值。
相关问题
0-1背包问题是很经典的算法问题:给定n种物品和一背包。物品i的重量是wi,价值是vi,背包最大容量是C。应该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?请用回溯法解决该问题 样列1: 输入: 物品数:3 背包成重量:25 每个物品重量:[20,15,10] 每个物品价值:[25,30,20] 输出: 最大价值:50 此时包中装了第2、3件物品 样列2: 输入: 物品数:5 背包成重量:10 每个物品重量:[2,2,6,5,4] 每个物品价值:[6,3,5,4,6] 输出: 最大价值:15 此时包中装了第1、2、5件物品
好的,我明白了你的问题。以下是利用回溯法解决0-1背包问题的代码实现(Python):
```python
def backtrack_01bag(n, c, w, v):
# n: 物品数量
# c: 背包容量
# w: 每个物品的重量
# v: 每个物品的价值
# 返回最大价值和所选的物品
# 初始化最大价值为0
max_value = 0
# 初始化最大价值对应的物品列表为空
max_items = []
def backtrack(i, cur_weight, cur_value, items):
nonlocal max_value, max_items
# 如果已经遍历完所有物品,或者当前已经超出了背包容量,结束递归
if i == n or cur_weight >= c:
# 如果当前总价值比最大价值大,更新最大价值和物品列表
if cur_value > max_value:
max_value = cur_value
max_items = items[:]
return
# 不选第i个物品
backtrack(i+1, cur_weight, cur_value, items)
# 如果选第i个物品不超过背包容量,继续递归
if cur_weight + w[i] <= c:
items.append(i)
backtrack(i+1, cur_weight+w[i], cur_value+v[i], items)
items.pop()
# 从第一个物品开始递归
backtrack(0, 0, 0, [])
return max_value, max_items
```
你可以直接调用该函数,传入对应的参数即可求解0-1背包问题。例如:
```python
n = 3
c = 25
w = [20, 15, 10]
v = [25, 30, 20]
max_value, max_items = backtrack_01bag(n, c, w, v)
print("最大价值:", max_value)
print("所选物品:", max_items)
```
输出结果为:
```
最大价值: 50
所选物品: [1, 2]
```
表示最大价值为50,所选物品为第2、3个物品(下标从0开始)。同理,你可以使用其他样例进行验证。
用C语言编写部分背包问题1.给定N种物品和一个背包。物品i的重量是w[i],其价值为v[i],背包的容量为C。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? 2.在选择装入背包的物品时,对每种物品i只有2种选择:装入背包(=1)或不装入背包(=0)。不能将物品i装入背包多次,在选择物品i装入背包时,可以选择物品i的一部分,而不一定要全部装入背包。第一行输入两个整数0<N<=1000,0<C<108,N表示物品的数量,C表示背包的容量。 接下来N行,每行读入两个实数Wi,Vi,分别表示物品i的重量和其价值。输出N行,每行输出 "物品编号: 装入程度",按物品单位重量的价值降序输出。
以下是部分背包问题的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_N 1000
typedef struct {
double w; // 物品重量
double v; // 物品价值
double r; // 单位重量的价值
int id; // 物品编号
} Item;
Item items[MAX_N]; // 物品数组
int cmp(const void *a, const void *b) { // 按单位重量的价值降序排序
Item *x = (Item *)a;
Item *y = (Item *)b;
return (y->r - x->r) > 0 ? 1 : -1;
}
int main() {
int n, c, i;
double tw = 0.0, tv = 0.0; // 已装入背包的物品重量和价值
scanf("%d %d", &n, &c);
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%lf %lf", &items[i].w, &items[i].v);
items[i].r = items[i].v / items[i].w; // 计算单位重量的价值
items[i].id = i;
}
qsort(items, n, sizeof(Item), cmp); // 排序
for (i = 0; i < n && tw + items[i].w <= c; i++) { // 贪心选择物品
printf("%d: 1.0\n", items[i].id);
tw += items[i].w;
tv += items[i].v;
}
if (i < n) {
printf("%d: %.2lf\n", items[i].id, (c - tw) / items[i].w); // 装入物品的一部分
tv += items[i].v * (c - tw) / items[i].w;
i++;
for (; i < n; i++) {
printf("%d: 0.0\n", items[i].id); // 不装入物品
}
}
printf("总重量=%.2lf 总价值=%.2lf\n", tw + (c - tw) / items[i - 1].w * items[i - 1].w, tv);
return 0;
}
```
输入格式为:
```
N C
w1 v1
w2 v2
...
wn vn
```
输出格式为:
```
物品编号: 装入程度
物品编号: 装入程度
...
总重量=... 总价值=...
```
其中,装入程度为1.0表示全部装入,为0.0表示全部不装入,为一个小数表示部分装入的比例。
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