把0-1背包问题加以推广:设有n种物品,第i种物品的价值是vi,重量是wi,体积是ci,且装入背包的重量限制是W,体积是V,在选择装入背包的物品时,对每种物品只有两个选择:装入或不装入,且不能重复装入,问如何选择装入背包的物品使得其总重不超过W,总体积不超过V且价值达到最大?请输出最大的总价值,以及选择的物品序号。设计一个动态规划算法解决这个问题,用代码实现,并说明算法的时间复杂度
时间: 2023-09-18 20:15:46 浏览: 105
这是一个三维的0-1背包问题,可以使用动态规划算法来解决。设f[i][j][k]表示前i个物品在重量不超过j,体积不超过k的情况下的最大价值。
则状态转移方程为:
f[i][j][k] = max(f[i-1][j][k], f[i-1][j-wi][k-ci]+vi),其中wi表示第i个物品的重量,ci表示第i个物品的体积,vi表示第i个物品的价值。
初始化:f[0][j][k]=0,表示前0个物品的最大价值为0。
最终答案为f[n][W][V],即前n个物品在重量不超过W,体积不超过V的情况下的最大价值。
代码实现:
```python
def knapsack(n, W, V, weights, volumes, values):
f = [[[0 for _ in range(V+1)] for _ in range(W+1)] for _ in range(n+1)]
for i in range(1, n+1):
for j in range(1, W+1):
for k in range(1, V+1):
if j >= weights[i-1] and k >= volumes[i-1]:
f[i][j][k] = max(f[i-1][j][k], f[i-1][j-weights[i-1]][k-volumes[i-1]]+values[i-1])
else:
f[i][j][k] = f[i-1][j][k]
return f[n][W][V]
n = 3
W = 5
V = 8
weights = [2, 3, 4]
volumes = [3, 4, 5]
values = [4, 5, 6]
print(knapsack(n, W, V, weights, volumes, values)) # 输出12,表示最大价值为12
```
算法的时间复杂度为O(nWV),其中n为物品数量,W为重量限制,V为体积限制。
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