用回溯法实现0/1背包问题的求解,问题的规模N取4,6,8,10,12…,要求随机生成物品的重量和价值,物品重量的取值范围1~10,物品价值的取值范围1~50,背包的容量C可由用户输入。
时间: 2023-06-07 19:08:43 浏览: 65
好的,这个问题属于计算机算法问题,我可以给您解答。回溯法实现0/1背包问题的求解有很多种方法,下面是一种简单的实现方式:
1. 首先需要定义一个表示物品的结构体,包含物品的编号、重量和价值。
2. 随机生成N个物品,每个物品的重量和价值都在指定的取值范围内。
3. 定义一个递归函数backtrack,该函数的参数包括当前已选择的物品、当前背包容量、当前获得的价值以及当前可选择的物品。
4. 在backtrack函数中,首先判断是否已经选择完所有物品或者当前背包容量为0,如果是则返回当前获得的价值。
5. 如果还有物品可选择,那么分别尝试将该物品放入背包或者不放入背包,然后不断地递归调用backtrack函数求解。
6. 最后返回当前价值与不选择该物品的价值的较大值。
通过不断递归调用backtrack函数,即可得到0/1背包问题的求解。实现代码应该能够根据上述过程及相关算法原理比较容易地编写出来。
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采用回溯法求解0/1背包问题用C语言实现
下面是一个使用回溯法求解0/1背包问题的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
#define N 5 // 物品数量
#define C 10 // 背包容量
int w[N] = {2, 2, 6, 5, 4}; // 物品重量
int v[N] = {6, 3, 5, 4, 6}; // 物品价值
int x[N]; // 最优解
int maxValue = 0; // 最大价值
void backtrack(int i, int cw, int cv) {
if (i == N) { // 达到叶子节点
if (cv > maxValue) { // 更新最大价值
maxValue = cv;
for (int j = 0; j < N; j++) {
x[j] = w[j];
}
}
return;
}
// 不选择第i个物品
backtrack(i + 1, cw, cv);
// 选择第i个物品
if (cw + w[i] <= C) { // 可行性剪枝
x[i] = 1;
backtrack(i + 1, cw + w[i], cv + v[i]);
x[i] = 0;
}
}
int main() {
backtrack(0, 0, 0); // 从根节点开始搜索
printf("maxValue = %d\n", maxValue);
printf("x = [");
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("%d ", x[i]);
}
printf("]\n");
return 0;
}
```
该程序定义了物品的重量和价值数组 `w` 和 `v`,以及最优解数组 `x` 和最大价值 `maxValue`。在 `backtrack` 函数中,使用回溯法搜索所有的可能性,如果达到叶子节点,就更新最大价值和最优解。在搜索过程中,使用可行性剪枝来提高效率。
在主函数中,调用 `backtrack` 函数开始搜索,最后输出最大价值和最优解。
采用回溯法求解0/1背包问题C语言实现
好的,以下是一个采用回溯法求解0/1背包问题的C语言实现:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_N 20 //物品数量最大值
#define MAX_W 100 //背包容量最大值
int n, W; //物品数量、背包容量
int w[MAX_N], v[MAX_N]; //物品重量、价值
int best_v; //最优解的价值
int cur_w, cur_v; //当前解的重量、价值
int used[MAX_N]; //当前解中物品是否已选标记数组
//回溯函数
void backtrack(int t)
{
if (t > n)
{
if (cur_v > best_v)
best_v = cur_v;
return;
}
//不选第t个物品
used[t] = 0;
backtrack(t + 1);
//选第t个物品
if (cur_w + w[t] <= W)
{
used[t] = 1;
cur_w += w[t];
cur_v += v[t];
backtrack(t + 1);
cur_w -= w[t];
cur_v -= v[t];
used[t] = 0;
}
}
int main()
{
printf("请输入物品数量和背包容量:\n");
scanf("%d%d", &n, &W);
printf("请输入每个物品的重量和价值:\n");
for (int i = 1; i <= n; i++)
scanf("%d%d", &w[i], &v[i]);
best_v = 0;
cur_w = cur_v = 0;
backtrack(1);
printf("最优解的价值为:%d\n", best_v);
return 0;
}
```
该程序采用了递归回溯的思想,通过枚举所有可能的选择方案,得到最优解的价值。其中,used数组用于标记当前解中哪些物品已经选中,cur_w和cur_v分别表示当前解的重量和价值。在每次递归时,先尝试不选第t个物品,然后再尝试选第t个物品。如果选了第t个物品,就要更新当前解的重量和价值,并将used数组中第t个位置标记为1,表示该物品已选中。当t>n时,说明已经枚举完了所有物品,此时如果当前解的价值比最优解的价值更大,就更新最优解的价值。
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