分支定界python代码

时间: 2024-02-18 16:58:08 浏览: 25
分支定界是一种求解优化问题的算法,它通过不断划分问题空间并剪枝来寻找最优解。下面是一个简单的分支定界算法的Python代码示例: ```python import heapq class Node: def __init__(self, level, value, weight, bound): self.level = level self.value = value self.weight = weight self.bound = bound def branch_and_bound(items, capacity): n = len(items) items.sort(key=lambda x: x[1]/x[0], reverse=True) # 按照价值重量比降序排序 priority_queue = [] max_value = 0 root = Node(-1, 0, 0, 0) priority_queue.append((-root.bound, root)) while priority_queue: _, node = heapq.heappop(priority_queue) if node.bound > max_value: continue if node.level == n-1: continue # 不选择当前物品 without_item = Node(node.level+1, node.value, node.weight, node.bound) without_item.bound = calculate_bound(without_item, items, capacity) if without_item.bound > max_value: heapq.heappush(priority_queue, (-without_item.bound, without_item)) # 选择当前物品 with_item = Node(node.level+1, node.value+items[node.level+1][1], node.weight+items[node.level+1][0], node.bound) with_item.bound = calculate_bound(with_item, items, capacity) if with_item.weight <= capacity and with_item.bound > max_value: max_value = with_item.value if with_item.bound > max_value: heapq.heappush(priority_queue, (-with_item.bound, with_item)) return max_value def calculate_bound(node, items, capacity): bound = node.value total_weight = node.weight level = node.level + 1 while level < len(items) and total_weight + items[level][0] <= capacity: bound += items[level][1] total_weight += items[level][0] level += 1 if level < len(items): bound += (capacity - total_weight) * (items[level][1] / items[level][0]) return bound # 测试代码 items = [(2, 10), (3, 5), (5, 15), (7, 7), (1, 6), (4, 18), (1, 3)] capacity = 15 max_value = branch_and_bound(items, capacity) print("最大价值:", max_value) ``` 这段代码实现了一个分支定界算法来解决背包问题。它通过优先队列来管理待扩展的节点,并根据节点的上界进行剪枝。在每个节点处,算法分别考虑选择当前物品和不选择当前物品两种情况,并计算相应的上界。算法会不断扩展节点,直到找到最优解或者队列为空。

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