已知有n件物品,物品i的重量为wi、价值为pi,此物品可以有多个。现从中选取一部分物品装入一个背包内,背包最多可容纳的总重量是m,如何选择才能使得物品的总价值最大。为了追求价值最大化,同一物品可以装多件。 ①算法设计与实现 代码用c语言写 ②算法分析
时间: 2024-12-25 12:35:08 浏览: 8
这是一个经典的背包问题,通常称为0-1背包问题或knapsack problem,因为它限制了每个物品只能取一次。要解决这个问题,我们可以使用动态规划算法。
**算法设计与实现 (C语言)**:
```c
#include <stdio.h>
int knapSack(int W, int wt[], int val[], int n) {
int i, w;
int K[n + 1][W + 1];
// 构建表格 K[][],初始化所有元素为0
for (i = 0; i <= n; i++)
K[i][0] = 0;
// 遍历物品
for (i = 1; i <= n; i++) {
for (w = 1; w <= W; w++) {
if (wt[i - 1] <= w)
K[i][w] = max(val[i - 1] + K[i - 1][w - wt[i - 1]], K[i - 1][w]);
else
K[i][w] = K[i - 1][w];
}
}
return K[n][W];
}
// 使用上面的函数,传入背包容量、物品重量数组、价值数组和物品数
int main() {
int wt[] = {60, 100, 120}; // 物品重量
int val[] = {100, 200, 150}; // 物品价值
int W = 500; // 背包容量
int n = sizeof(wt) / sizeof(wt[0]);
int max_value = knapSack(W, wt, val, n);
printf("最大价值: %d\n", max_value);
return 0;
}
```
在这个代码中,`knapSack` 函数通过两个嵌套循环计算出每个物品是否加入背包以及背包的最大价值。`K[i][w]` 表示前i个物品中,总重量不超过w的情况下可以获得的最大价值。
**算法分析**:
1. 时间复杂度:O(n * W),其中n是物品数量,W是背包容量。这是因为我们需要遍历每种物品和所有可能的背包容量。
2. 空间复杂度:O(n * W),因为需要一个二维数组存储中间结果。
3. 这是一种最优化问题,不是最优解问题(即找到所有可能的最大值),而是找到了一个满足条件的局部最优解。
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