c++代码实现:输入背包容量,物品数量、价值及重量,利用动态规划法解决0-1背包问题,要求输出装入物品的对应指示向量,并分析该算法性能。
时间: 2023-12-13 14:05:38 浏览: 124
以下是C++代码实现:
```c++
#include <iostream>
using namespace std;
// 最大物品个数
const int MAXN = 100;
// 最大背包容量
const int MAXV = 1000;
// 物品的价值和重量
int value[MAXN], weight[MAXN];
// 动态规划数组
int dp[MAXN + 1][MAXV + 1];
void ZeroOneKnapsack(int n, int v) {
// 初始化动态规划数组
for (int i = 0; i <= v; i++) {
dp[0][i] = 0;
}
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 0;
}
// 动态规划求解
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= v; j++) {
if (j < weight[i]) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
} else {
dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - weight[i]] + value[i]);
}
}
}
// 输出装入物品的对应指示向量
int j = v;
for (int i = n; i >= 1; i--) {
if (dp[i][j] > dp[i - 1][j]) {
cout << i << " ";
j -= weight[i];
}
}
cout << endl;
}
int main() {
int n, v;
cin >> n >> v;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cin >> value[i] >> weight[i];
}
ZeroOneKnapsack(n, v);
return 0;
}
```
算法分析:
0-1背包问题的动态规划算法的时间复杂度为 $O(nv)$,其中 $n$ 为物品数量,$v$ 为背包容量。空间复杂度为 $O(nv)$。在程序实现中,我们使用了一个二维数组 $dp$ 来存储动态规划状态。其中,$dp[i][j]$ 表示前 $i$ 个物品,容量为 $j$ 的背包能够装下的最大价值。因此,状态转移方程为:
$$dp[i][j]=\max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-weight[i]]+value[i])$$
其中,$value[i]$ 表示第 $i$ 个物品的价值,$weight[i]$ 表示第 $i$ 个物品的重量。在状态转移时,我们需要根据当前背包容量 $j$ 是否能够容纳第 $i$ 个物品,来决定是否选择第 $i$ 个物品。最后,我们需要输出装入物品的对应指示向量,可以通过从 $dp[n][v]$ 开始倒推,判断是否选择第 $i$ 个物品。因此,时间复杂度为 $O(n)$。总的时间复杂度为 $O(nv)$。
综上,该算法的时间复杂度为 $O(nv)$,空间复杂度为 $O(nv)$。
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