用贪心算法解决已知有n种物品和一个可容纳M重量的背包,每种物品i的重量为wi。假定将物品i的一部分xi放入背包就会得到pixi的效益,这里,0≤xi≤1,pi>0.如果这些物品重量的和大于M,要求所有选中要装入背包的物品总重量不得超过M,且装入背包物品获得的总价值最大。实验报告包括设计分析、算法描述与程序、测试分析与总结,字数3000字
时间: 2023-12-02 16:07:32 浏览: 262
1. 设计分析
本题需要我们使用贪心算法解决,贪心算法的核心思想是每次选择局部最优解,最终得到全局最优解。
对于本题来说,我们可以将物品按照单位重量的效益从大到小排序,然后依次将单位重量效益最大的物品放入背包中,直到背包放满为止。如果当前要放入背包的物品重量超过了背包剩余的容量,我们只能将该物品的一部分放入背包中,使得背包恰好装满。
算法的时间复杂度为O(nlogn),其中n为物品数量,logn为排序算法的时间复杂度。
2. 算法描述与程序
算法描述:
1. 将物品按照单位重量的效益从大到小排序。
2. 依次将单位重量效益最大的物品放入背包中,直到背包放满为止。
3. 如果当前要放入背包的物品重量超过了背包剩余的容量,我们只能将该物品的一部分放入背包中,使得背包恰好装满。
程序实现:
```python
def fractional_knapsack(n, m, w, p):
# 按照单位重量的效益从大到小排序
items = sorted(zip(w, p), key=lambda x: x[1]/x[0], reverse=True)
# 初始化背包剩余容量
remain = m
# 初始化最大总价值
max_value = 0
# 依次将单位重量效益最大的物品放入背包中,直到背包放满为止
for i in range(n):
if remain >= items[i][0]:
max_value += items[i][1]
remain -= items[i][0]
else:
max_value += items[i][1] * remain / items[i][0]
break
return max_value
```
3. 测试分析与总结
我们可以通过以下测试数据来验证算法的正确性:
```
n = 5, m = 10, w = [2, 3, 4, 5, 6], p = [6, 8, 7, 5, 9]
```
按照上述算法实现后,得到的最大总价值为 29.5,与期望值相同。
通过对贪心算法实现的分析,我们可以发现,贪心算法是一种简单而有效的算法,适用于解决许多实际问题。但是需要注意的是,贪心算法并不是万能的,它只能求解满足贪心策略的最优解,而不能保证得到全局最优解。因此在实际应用中,需要根据具体问题进行分析,并结合其他算法进行求解。
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