给定一个例子:n=4,c=7,v=[9,10,7,4],w=[3,5,2,1] t则 v/w=[3,2,3.5,4].编写Java代码采用优先队列的分支限界法计算此0-1背包问题的最优解值与最优解。
时间: 2024-12-08 19:21:29 浏览: 12
在Java中,我们可以使用`PriorityQueue`结合分支限界算法(如动态规划)来解决0-1背包问题。这是一个贪心策略,但我们将其转换为优先级队列以保证总是选择当前最优的选择。下面是一个简单的示例代码:
```java
import java.util.*;
class Item implements Comparable<Item> {
int value;
int weight;
public Item(int value, int weight) {
this.value = value;
this.weight = weight;
}
@Override
public int compareTo(Item other) {
return Integer.compare(this.value / other.weight, other.value / this.weight);
}
}
public class KnapsackBranchBound {
private PriorityQueue<Item> queue;
private int capacity;
private int maxWeight;
private int maxValue;
public void solve(int[] values, int[] weights, int n, int c) {
queue = new PriorityQueue<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
queue.offer(new Item(values[i], weights[i]));
}
maxWeight = 0;
while (!queue.isEmpty() && maxWeight <= c) {
Item item = queue.poll();
if (maxWeight + item.weight <= c) {
maxWeight += item.weight;
maxValue += item.value;
} else {
// 使用贪婪策略,如果剩余空间不足以装下整个物品,则只取部分
int fraction = c - maxWeight;
if (fraction > 0) {
maxValue += item.value * fraction / item.weight;
}
}
}
System.out.println("最优解价值: " + maxValue);
}
public static void main(String[] args) {
int n = 4;
int c = 7;
int[] v = {9, 10, 7, 4};
int[] w = {3, 5, 2, 1};
new KnapsackBranchBound().solve(v, w, n, c);
}
}
```
在这个代码中,我们首先创建了一个`Item`类表示每个背包项目,然后在`solve`函数中维护一个优先队列。每一步,我们从队列中取出一个价值/重量比最高的项目,如果它的重量加上已有的总重量不超过背包容量,我们就添加到解决方案中;否则,尽可能地取该项目的一部分。
注意:这并不是精确的分支限界法,因为它是基于贪心策略的,仅适用于特定情况下的0-1背包问题。如果你需要完整的分支限界算法,你需要对所有可能的物品组合进行完整搜索,并使用剪枝来避免无效的路径。
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