给定n种物品和一背包。物品i的重量是wi,其价值为vi,背包的容量为C。问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? (在选择物品装入背包 时,对每种物品只有两种选择,全部装入或不装入背包) 用回溯算法求解该问题,找出问题的最优值和最优解。用C语言实现该算法。
时间: 2023-10-02 17:09:51 浏览: 46
这是一个经典的背包问题,可以使用回溯算法进行求解。
回溯算法的基本思路是:遍历所有可能的解,选择最优解。对于背包问题,我们可以定义一个递归函数backtrack,用于搜索所有可能的解。在搜索过程中,我们记录当前已经选择的物品总重量和总价值,以及当前搜索到的物品下标。对于每个物品,有两种选择:选择装入背包或不选择装入背包。如果当前已经选择的物品重量超过了背包容量,或者已经搜索到了最后一个物品,就可以结束搜索。在搜索结束时,我们可以比较所有搜索到的解,找到最优解。
以下是用C语言实现的回溯算法代码:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_N 1000
int n; // 物品数量
int w[MAX_N]; // 物品重量
int v[MAX_N]; // 物品价值
int C; // 背包容量
int best_v; // 最优价值
int x[MAX_N]; // 当前搜索到的解
// 计算当前解的价值
int calc_v() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (x[i]) {
sum += v[i];
}
}
return sum;
}
// 回溯搜索
void backtrack(int i, int cw) {
// 已经搜索到最后一个物品,或者背包已经装满
if (i == n || cw == C) {
int cv = calc_v(); // 计算当前解的价值
if (cv > best_v) {
best_v = cv; // 更新最优价值
}
return;
}
// 不选择当前物品
x[i] = 0;
backtrack(i + 1, cw);
// 选择当前物品
if (cw + w[i] <= C) { // 如果当前物品可以装入背包
x[i] = 1;
backtrack(i + 1, cw + w[i]);
x[i] = 0;
}
}
int main() {
scanf("%d%d", &n, &C);
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d%d", &w[i], &v[i]);
}
best_v = 0; // 初始化最优价值
backtrack(0, 0); // 开始搜索
printf("%d\n", best_v); // 输出最优价值
return 0;
}
```
在上面的代码中,变量x用于记录当前搜索到的解,x[i]=0表示不选择第i个物品,x[i]=1表示选择第i个物品。变量best_v用于记录最优解的价值。函数calc_v用于计算当前解的价值。函数backtrack是回溯函数,表示从第i个物品开始搜索,当前已经选择的物品总重量为cw。函数返回时,best_v中记录的就是最优解的价值。
注意:在实际问题中,回溯算法的时间复杂度很高,可能无法处理较大规模的问题。因此,需要使用其他更高效的算法来解决该问题,例如动态规划算法。