用动态规划法求如下0/1背包问题的最优解:有5个物品,其重量分别为(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,填写如课本P115图6.17的表格,求出最大价值,并回溯结果。
时间: 2024-04-06 08:32:34 浏览: 109
利用动态规划解决01背包问题01背包问题动态规划.pdf
好的,我会根据您的要求回答问题,并为您解决0/1背包问题。首先,让我们来看一下这个问题的动态规划解法。
动态规划的思想是将问题拆分成多个子问题,每个子问题只需求解一次,然后将结果保存下来。在解决0/1背包问题时,我们可以使用一个二维数组来保存每个子问题的最优解。
我们定义 $dp[i][j]$ 表示前 $i$ 个物品放入容量为 $j$ 的背包中能获得的最大价值。则有以下转移方程:
$$
dp[i][j] = \begin{cases}
0 & i=0 \text{ or } j=0 \\
dp[i-1][j] & w_i > j \\
\max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w_i]+v_i) & w_i \le j
\end{cases}
$$
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。转移方程的意义是,当当前物品的重量大于背包容量时,无法放入背包,最大价值为前 $i-1$ 个物品放入容量为 $j$ 的背包中的最大价值;当当前物品的重量小于等于背包容量时,可以选择将其放入背包中或不放入背包中,取两者的最大值。
接下来,我们可以填写出如课本P115图6.17的表格:
| 物品/容量 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 2 | 0 | 0 | 20 | 25 | 25 | 45 | 45 |
| 3 | 0 | 15 | 20 | 35 | 40 | 45 | 60 |
| 4 | 0 | 15 | 20 | 35 | 40 | 50 | 60 |
| 5 | 0 | 15 | 20 | 35 | 50 | 50 | 65 |
可以看出,最终的最大价值为 $65$。接下来,我们需要回溯出最优解。从最后一个物品开始,若 $dp[5][6]>dp[4][6]$,则说明第五个物品被选择,背包容量减去 $5$,继续判断前四个物品;否则第五个物品不被选择,直接判断前四个物品。以此类推,直到回溯到第一个物品。经过计算得出,最优解为将第 $2,4,5$ 个物品放入背包中,获得的最大价值为 $65$。
希望这个解答能够帮助到您,如果您还有其他问题,可以继续向我提问。
阅读全文