算法分析编程:n个物品有重量W={w1,…,wn}和价值P={p1,…,pn}, 有一容量为C的背包(其中wi ,pI, CZ+)。如何选择物品装入背包,是装入物品的价值最大? 要求: 1)编写算法,按单位重量的价值由大到小排序,重新编号。 2)编写算法int InitProfit()求出初始解bestp; 3)编写算法float Bound(int i)求出上界值; 4)编写回溯算法void Backtrack(int t)求出最优解和最优值。 5)实例:n=11, wi随机产生,范围1~20;pi随机产生,范围10~30;C等于所有物品重量和的4/5(取整数)。编写程序,将结果打印到文件(Knapsack.txt)。

时间: 2024-03-21 16:41:38 浏览: 114
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TL-WN722N_V1_140918.rar_TL-WN722N_V1_140918_usb wifi

下面是一个基于回溯法的具体实现,用C语言编写: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define N 11 // 物品数量 #define MAX_WEIGHT 20 // 最大重量 #define MIN_WEIGHT 1 // 最小重量 #define MAX_VALUE 30 // 最大价值 #define MIN_VALUE 10 // 最小价值 int w[N], p[N]; // 物品重量和价值 int sorted_index[N]; // 按单位重量价值排序后的物品编号 int bestp[N]; // 当前最优解 int bestv = 0; // 当前最优值 int c; // 背包容量 // 按单位重量价值由大到小排序 void sort_by_unit_value() { int i, j, temp; float unit_value[N]; for(i = 0; i < N; i++) { unit_value[i] = (float)p[i] / w[i]; sorted_index[i] = i; } for(i = 0; i < N-1; i++) { for(j = i+1; j < N; j++) { if(unit_value[sorted_index[i]] < unit_value[sorted_index[j]]) { temp = sorted_index[i]; sorted_index[i] = sorted_index[j]; sorted_index[j] = temp; } } } } // 求出初始解bestp int init_profit() { int i = 0, weight = 0; while(weight + w[sorted_index[i]] <= c && i < N) { bestp[sorted_index[i]] = 1; weight += w[sorted_index[i]]; bestv += p[sorted_index[i]]; i++; } return i; } // 求出上界值 float bound(int i, int weight, int value) { float bound_value = value; while(i < N && weight + w[sorted_index[i]] <= c) { weight += w[sorted_index[i]]; bound_value += p[sorted_index[i]]; i++; } if(i < N) bound_value += (c - weight) * ((float)p[sorted_index[i]] / w[sorted_index[i]]); return bound_value; } // 回溯算法 void backtrack(int t, int weight, int value) { if(t == N) { // 更新最优解和最优值 if(value > bestv) { int i; for(i = 0; i < N; i++) bestp[i] = p[i]; bestv = value; } return; } // 尝试放入第t个物品 if(weight + w[sorted_index[t]] <= c) { bestp[sorted_index[t]] = 1; backtrack(t+1, weight+w[sorted_index[t]], value+p[sorted_index[t]]); bestp[sorted_index[t]] = 0; } // 不放入第t个物品 if(bound(t+1, weight, value) > bestv) backtrack(t+1, weight, value); } int main() { srand(time(NULL)); int i; c = 0; for(i = 0; i < N; i++) { w[i] = rand() % (MAX_WEIGHT - MIN_WEIGHT + 1) + MIN_WEIGHT; p[i] = rand() % (MAX_VALUE - MIN_VALUE + 1) + MIN_VALUE; c += w[i]; } c = c * 4 / 5; sort_by_unit_value(); int i_end = init_profit(); printf("初始解:"); for(i = 0; i < N; i++) printf("%d ", bestp[i]); printf("\n"); backtrack(i_end, 0, bestv); printf("最优解:"); for(i = 0; i < N; i++) printf("%d ", bestp[i]); printf("\n"); printf("最优值:%d\n", bestv); FILE *fp; fp = fopen("Knapsack.txt", "w"); fprintf(fp, "初始解:"); for(i = 0; i < N; i++) fprintf(fp, "%d ", bestp[i]); fprintf(fp, "\n"); fprintf(fp, "最优解:"); for(i = 0; i < N; i++) fprintf(fp, "%d ", bestp[i]); fprintf(fp, "\n"); fprintf(fp, "最优值:%d\n", bestv); fclose(fp); return 0; } ``` 上述程序通过调用rand()函数生成随机数来模拟n个物品的重量和价值,然后按照单位重量价值由大到小排序,并求出初始解和上界值。最后调用回溯算法求解最优解和最优值,并将结果输出到文件中。
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