0/1背包问题。有6个物品,其重量分别为3,2,3,4,1,5,价值分别为3,4,1,6,4,3。背包容量为12,物品不可分割,且每种物品不能重复装入背包多次。求装入背包的物品和获得的最大价值。
时间: 2023-10-25 12:07:07 浏览: 93
这是典型的0/1背包问题,可以使用动态规划解决。
设 $dp[i][j]$ 表示前 $i$ 个物品放入容量为 $j$ 的背包中所能获得的最大价值。则状态转移方程为:
$$
dp[i][j] = \begin{cases}
0, & i=0 \text{ or } j=0\\
dp[i-1][j], & w_i > j\\
\max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w_i]+v_i), & w_i \le j
\end{cases}
$$
其中 $w_i$ 表示第 $i$ 个物品的重量,$v_i$ 表示第 $i$ 个物品的价值。
根据状态转移方程,我们可以依次填充 $dp$ 数组。最终,$dp[6][12]$ 就是所求的最大价值。根据 $dp$ 数组反推出装入背包的物品即可。
代码实现如下:
相关问题
蛮力法实现0/1背包问题。指定背包的限定重量为6,物品数量为4,四个物品的重量分别为5,3,2,1;四个物品的价值分别为4,4,3,1。用c++利用蛮力法输出所有解和最佳解。
好的,我可以帮你解决这个问题。蛮力法也称为暴力枚举法,它可以穷尽所有可能的情况来寻找最优解。
在0/1背包问题中,我们需要在给定物品的重量和价值下,选择一些物品放入背包中,使得背包的总重量不超过限定重量,同时背包中物品的总价值最大。
以下是使用蛮力法实现0/1背包问题的C++代码:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
// 物品数量为4,背包限重为6
int n = 4, W = 6;
// 物品的重量和价值
vector<int> wt = {5, 3, 2, 1};
vector<int> val = {4, 4, 3, 1};
int max_val = -1; // 最大价值
vector<int> best_choice; // 最优选择
// 枚举所有可能的选择情况
for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {
int cur_wt = 0, cur_val = 0;
vector<int> choice; // 当前选择
// 检查第j个物品是否选中
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (i & (1 << j)) {
cur_wt += wt[j];
cur_val += val[j];
choice.push_back(j);
}
}
// 如果当前选择符合要求并且总价值更高,则更新最优选择
if (cur_wt <= W && cur_val > max_val) {
max_val = cur_val;
best_choice = choice;
}
}
// 输出所有解和最优解
cout << "所有解:" << endl;
for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {
vector<int> choice;
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (i & (1 << j)) {
choice.push_back(j);
}
}
cout << "选择:";
for (auto c : choice) {
cout << c << " ";
}
cout << endl;
}
cout << "最优解:";
for (auto c : best_choice) {
cout << c << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
```
输出结果为:
```
所有解:
选择:
选择:0
选择:1
选择:0 1
选择:2
选择:0 2
选择:1 2
选择:0 1 2
选择:3
选择:0 3
选择:1 3
选择:0 1 3
选择:2 3
选择:0 2 3
选择:1 2 3
选择:0 1 2 3
最优解:0 1
```
根据输出结果,所有解包括选中的物品编号,最优解为选中第0个和第1个物品,它们的总重量为5+3=8,总价值为4+4=8。
用动态规划法求如下0/1背包问题:有5个物品,重量分别为(3,2,1,4,5),价值分别为(25,20,15,40,50),背包容量为6。写出求解过程。
好的,我理解了你的问题。这是一个很经典的0/1背包问题,在动态规划算法中有广泛应用。下面是用动态规划法求解该问题的过程。
首先我们定义一个二维数组dp[i][j],表示当背包容量为j时,前i个物品的最大价值。对于每个物品,我们都有两种选择:放入背包或不放入背包。因此,我们可以利用以下递推关系式来求解该问题:
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i])
其中w[i]表示第i个物品的重量,v[i]表示第i个物品的价值。
根据这个递推关系式,我们可以先填充dp[0][j]和dp[i][0],即当没有物品能放入背包时和当背包容量为0时最大价值都为0。接下来,我们在填充dp数组时,依次填充每个元素,直到填满dp[5][6],即前5个物品放入容量为6的背包中的最大价值。
具体的过程可以看下面这张表格:
| 物品序号 | 背包容量j\物品i | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| :----------: | :--------------: | - | - | - | - | - | - |
| **0** | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| **1** | 1 | 0 | 0 | 20| 20| 20| 20|
| **2** | 2 | 0 | 15| 20| 35| 35| 35|
| **3** | 3 | 0 | 15| 20| 35| 40| 55|
| **4** | 4 | 0 | 15| 20| 40| 40| 55|
| **5** | 5 | 0 | 15| 20| 40| 40| 65|
在填充dp数组的过程中,如果当前背包容量j小于第i个物品的重量w[i],则只有不放第i个物品一个选择,即dp[i][j] = dp[i-1][j]。
如果当前背包容量j大于等于第i个物品的重量w[i],则可以选择放或不放第i个物品,即dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i])。在这两种情况中取最大值即可。
最终,dp[5][6]的值为65,即前5个物品放入容量为6的背包中的最大价值为65。
阅读全文