有一个0/1背包问题,其中n=4,物品重量为(7,5,4,3),物品价值为(42,25,40,12),背包最大载重量W=10,给出采用优先队列式分枝限界法求最优解的过程。 解:物品的单位价值分别是(6,5,4,3),首先
时间: 2023-06-18 11:05:00 浏览: 115
将所有物品按照单位价值从大到小排序,得到物品2、1、3、4的顺序。然后建立一个优先队列,将根节点(即背包不放入任何物品的情况)放入队列中。
接下来,每次从队列中取出一个节点,分别考虑将下一个物品放入背包和不放入背包两种情况。如果放入背包,就计算当前背包的重量和价值,并且根据剩余的空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,将该节点插入优先队列中。如果不放入背包,直接计算上界,并将该节点插入优先队列中。
不断从队列中取出节点进行扩展,直到队列为空或者队列中的节点已经不能得到更好的解为止。最后,队列中的最优节点对应的背包重量和价值就是问题的最优解。
具体的过程如下:
1. 将物品按照单位价值从大到小排序,得到物品2、1、3、4的顺序。
2. 建立一个优先队列,将根节点(即背包不放入任何物品的情况)放入队列中。
3. 取出队列中的节点,考虑将物品2放入背包的情况。此时背包重量为5,价值为25,剩余空间为5,剩余物品的单位价值为4、3、2。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为35。将该节点插入优先队列中。
4. 取出队列中的节点,考虑将物品1放入背包的情况。此时背包重量为7,价值为67,剩余空间为3,剩余物品的单位价值为4、3。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为71。将该节点插入优先队列中。
5. 取出队列中的节点,考虑将物品3放入背包的情况。此时背包重量为4,价值为40,剩余空间为6,剩余物品的单位价值为5、3。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为64。将该节点插入优先队列中。
6. 取出队列中的节点,考虑不放入物品的情况。此时背包重量为0,价值为0,剩余空间为10,剩余物品的单位价值为6、5、4、3。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为90。将该节点插入优先队列中。
7. 取出队列中的节点,考虑将物品1不放入背包的情况。此时背包重量为0,价值为0,剩余空间为10,剩余物品的单位价值为5、4、3。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为85。将该节点插入优先队列中。
8. 取出队列中的节点,考虑将物品2不放入背包的情况。此时背包重量为0,价值为0,剩余空间为10,剩余物品的单位价值为5、4、3。根据剩余空间和剩余物品的单位价值计算出一个上界,得到上界为85。将该节点插入优先队列中。
9. 取出队列中的节点,此时队列为空,结束算法。最优解为背包重量为4,价值为40。
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