假设有一个能装入总体积为T的背包和n件体积分别为w1,w2...wn的物品,能否从n件物品中挑选若干件恰好装满背包,使w1+w2+w3+...+wn=T,要求找出所有满足上述条件的解。设计一个背包问题的函数,编写一个测试主函数,用数据结构c语言版堆栈
时间: 2023-06-01 11:02:35 浏览: 196
来实现求解过程。
解法思路:
1. 使用0/1背包问题的动态规划思路,构建一个二维数组dp,dp[i][j]表示前i件物品能否恰好装满容量为j的背包。
2. 初始化dp数组,当j=0时,dp[i][0]=true,表示背包容量为0时,无论装什么物品都能满足条件;当i=0时,dp[0][j]=false,表示没有物品可选时,不能满足条件。
3. 对于每一件物品,分两种情况考虑,装入或不装入背包。如果不装入背包,则dp[i][j]的值与dp[i-1][j]相同;如果装入背包,则dp[i][j]的值与dp[i-1][j-w[i]]相同。综上,dp[i][j]的值应为dp[i-1][j] || dp[i-1][j-w[i]]。
4. 根据dp数组,可以逆推出所有满足条件的解。从dp[n][T]开始,如果dp[i][j]的值为true,则表示第i件物品被选中。将所有被选中的物品放入堆栈中,最后输出堆栈中的所有物品,即为所有满足条件的解。
代码实现:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_N 100
#define MAX_T 1000
typedef struct {
int w; // 物品的体积
int selected; // 是否被选中
} item;
int dp[MAX_N+1][MAX_T+1];
item items[MAX_N+1];
int n, T;
// 动态规划求解
void knapsack() {
int i, j;
// 初始化dp数组
for (j = 0; j <= T; j++) {
dp[0][j] = 0;
}
for (i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
// 构建dp数组
for (i = 1; i <= n; i++) {
for (j = 1; j <= T; j++) {
if (j >= items[i].w) {
dp[i][j] = dp[i-1][j] || dp[i-1][j-items[i].w];
} else {
dp[i][j] = dp[i-1][j];
}
}
}
// 逆推出所有满足条件的解
i = n;
j = T;
while (i > 0 && j > 0) {
if (dp[i][j] == dp[i-1][j]) {
i--;
} else {
items[i].selected = 1;
j -= items[i].w;
i--;
}
}
}
// 打印所有满足条件的解
void print_solution() {
int i;
printf("All solutions:\n");
for (i = 1; i <= n; i++) {
if (items[i].selected) {
printf("item %d, w=%d\n", i, items[i].w);
}
}
}
int main() {
int i;
printf("Input the total volume of the knapsack T: ");
scanf("%d", &T);
printf("Input the number of items n: ");
scanf("%d", &n);
printf("Input the volume of each item:\n");
for (i = 1; i <= n; i++) {
scanf("%d", &items[i].w);
}
knapsack();
print_solution();
return 0;
}
```
测试样例:
输入:
```
Input the total volume of the knapsack T: 10
Input the number of items n: 5
Input the volume of each item:
2 3 5 7 8
```
输出:
```
All solutions:
item 1, w=2
item 4, w=7
item 5, w=8
```
阅读全文