请画出用回溯法解n=3的0-1背包问题的解空间树和当三个物品的重量为{20, 15, 10},价值为{20, 30, 25},背包容量为25时搜索空间树。
时间: 2023-08-31 19:35:39 浏览: 463
### 回答1:
用回溯法解决 0-1 背包问题时,我们需要枚举所有的可能的选择方案,这些选择方案构成了一棵解空间树。
对于 n=3 的 0-1 背包问题,解空间树可以如下图所示:
```
root
/ \
0 1
/ \ / \
0 1 0 1
/ \ / \ / \ / \
0 1 0 1 0 1 0 1
```
在这棵解空间树中,每个节点代表一种选择方案,根节点代表不选择任何物品,其子节点代表选择一个物品,再其子节点的子节点代表选择两个物品,以此类推。
当三个物品的重量分别为 {20, 15, 10},价值分别为 {20, 30, 25},背包容量为 25 时,搜索空间树如下图所示:
```
root (0/0)
/ \
0 1 (20/20)
/ \ / \
0 1 0 1 (15/20)
/ \ / \ / \ / \
0 1 0 1 0 1 0 1 (10/25)
```
在括号中给出的是每个节点所代表的选择方案的重量和价值。
### 回答2:
0-1背包问题是一个经典的组合优化问题,目标是在背包容量有限的情况下,选择物品放入背包,使得背包中物品的总价值最大化。
解空间树是一种可视化的工具,用于展示在使用特定算法求解问题时的搜索过程。对于0-1背包问题,解空间树的每个节点表示一个选择,包含一个状态和可能的下一步选择。在每一步,我们可以选择放入当前物品或者不放入,通过不同的选择构建出一颗解空间树。
对于题目给出的三个物品的重量和价值以及背包容量,那么解空间树如下所示:
节点1
/ \
放入物品1 不放入物品1
/ \
节点2 节点3
/ \ / \
放入物品2 不放入物品2 放入物品2 不放入物品2
| | \
节点4 节点5 节点6
/ | /
不放入物品3 不放入物品3 不放入物品3
根据解空间树,我们可以得出以下情况:
节点1:放入物品1,节点2:放入物品2,节点4:不放入物品3,节点5:不放入物品3,节点6:不放入物品3。
由于背包容量为25,所以我们可以看到,选择后的三个物品重量之和为20 + 15 + 10 = 45,超过了背包的容量。因此,在搜索空间树中,节点4,节点5和节点6对应的选择都是不可行的解。
因此,在解空间树中,我们可以得到可行的解为:节点1(放入物品1)+ 节点3(不放入物品2)。
综上所述,解决n=3的0-1背包问题的解空间树的搜索过程中,背包容量为25的可行解为放入物品1,不放入物品2。
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