c++写出分支限界法0-1背包问题
时间: 2023-08-01 19:12:03 浏览: 90
好的,以下是C++代码实现分支限界法解决0-1背包问题:
```cpp
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
struct Node {
int level;//当前节点所在的层数
int profit;//当前节点的价值
int weight;//当前节点的重量
float bound;//当前节点的价值上界
};
struct cmp {
bool operator() (const Node& a, const Node& b) {
return a.bound < b.bound;//按照价值上界从小到大排序
}
};
priority_queue<Node, vector<Node>, cmp> q;//使用优先队列实现分支限界法
float bound(Node u, int n, int c, int* w, int* p) {//计算价值上界
if(u.weight >= c) return 0;//如果当前节点重量已经超过了容量,则价值上界为0
float bound = u.profit;//先将当前价值赋给价值上界
int j = u.level + 1;//从下一个节点开始判断
int totweight = u.weight;//当前节点的总重量
while(j < n && totweight + w[j] <= c) {//如果还有物品可以放,且不超重
totweight += w[j];//加上当前物品的重量
bound += p[j];//加上当前物品的价值
j++;//继续判断下一个物品
}
if(j < n) bound += (c - totweight) * (p[j] * 1.0 / w[j]);//如果还有物品需要判断,计算价值上界
return bound;
}
int knapsack(int n, int c, int* w, int* p) {
Node u, v;//u为扩展节点,v为左儿子节点
int maxprofit = 0;//最大价值
v.level = -1;//初始化为根节点
v.profit = 0;
v.weight = 0;
v.bound = bound(v, n, c, w, p);//计算根节点的价值上界
q.push(v);//将根节点加入队列
while(!q.empty()) {
v = q.top();//取出价值上界最小的节点
q.pop();
if(v.bound > maxprofit) {//如果可能存在更优解
u.level = v.level + 1;//扩展节点的层数为父节点层数+1
u.weight = v.weight + w[u.level];//扩展节点的重量为父节点重量加上当前物品的重量
u.profit = v.profit + p[u.level];//扩展节点的价值为父节点价值加上当前物品的价值
if(u.weight <= c && u.profit > maxprofit) maxprofit = u.profit;//更新最大价值
u.bound = bound(u, n, c, w, p);//计算价值上界
if(u.bound > maxprofit) q.push(u);//如果可能存在更优解,则将扩展节点加入队列
u.weight = v.weight;//不选择当前物品
u.profit = v.profit;
u.bound = bound(u, n, c, w, p);//计算价值上界
if(u.bound > maxprofit) q.push(u);//如果可能存在更优解,则将不选择当前物品的节点加入队列
}
}
return maxprofit;
}
int main() {
int n = 5, c = 10;//物品数量和背包容量
int w[] = {2, 2, 6, 5, 4};//物品重量
int p[] = {6, 3, 5, 4, 6};//物品价值
cout << knapsack(n, c, w, p) << endl;//输出最大价值
return 0;
}
```
以上代码实现了分支限界法解决0-1背包问题,可以根据实际情况进行调整。
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