C++编写程序实现: 1、<验证> 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。 2、 当背包允许物品部分装入时,重新设计动态规划策略,满足背包承载最大时价值最高,输出指示向量,并与问题1结果相比较,同时分析算法性能差异。

时间: 2023-11-12 20:09:40 浏览: 32
这是一个较为复杂的问题,需要耐心地解答。首先,我们来分析0-1背包问题的动态规划算法: 1. 初始化一个二维数组dp[i][j],其中i表示前i个物品,j表示背包容量。 2. 对于第i个物品,如果它的重量w[i]小于等于当前背包容量j,则有两种情况: a. 不放入第i个物品,则背包的价值为dp[i-1][j]。 b. 放入第i个物品,则背包的价值为dp[i-1][j-w[i]] + v[i]。 选取以上两种情况中价值最大的情况作为dp[i][j]的值。 3. 当所有物品都处理完毕后,dp[n][m]即为问题的解。 接下来,我们来看如何实现这个算法。代码如下: ```c++ #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void solve01Knapsack(int n, int m, vector<int>& w, vector<int>& v) { vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1)); vector<int> path(n); for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= m; j++) { if (j >= w[i - 1]) { dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - w[i - 1]] + v[i - 1]); } else { dp[i][j] = dp[i - 1][j]; } } } int j = m; for (int i = n; i > 0; i--) { if (dp[i][j] > dp[i - 1][j]) { path[i - 1] = 1; j -= w[i - 1]; } } cout << "0-1背包问题最大价值为:" << dp[n][m] << endl; cout << "对应的选取方案为:"; for (int i = 0; i < n; i++) { cout << path[i] << " "; } cout << endl; } void solveFractionalKnapsack(int n, int m, vector<int>& w, vector<int>& v) { vector<vector<double>> dp(n + 1, vector<double>(m + 1)); vector<double> path(n); for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= m; j++) { if (j >= w[i - 1]) { dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - w[i - 1]] + v[i - 1]); } else { dp[i][j] = dp[i - 1][j]; } } } int j = m; for (int i = n; i > 0; i--) { if (dp[i][j] > dp[i - 1][j]) { path[i - 1] = 1; j -= w[i - 1]; } else { path[i - 1] = (double)j / w[i - 1]; break; } } cout << "分数背包问题最大价值为:" << dp[n][m] << endl; cout << "对应的选取方案为:"; for (int i = 0; i < n; i++) { cout << path[i] << " "; } cout << endl; } int main() { int n, m; cout << "请输入背包容量和物品数量:" << endl; cin >> m >> n; vector<int> w(n); vector<int> v(n); cout << "请分别输入物品的重量和价值:" << endl; for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> w[i] >> v[i]; } solve01Knapsack(n, m, w, v); solveFractionalKnapsack(n, m, w, v); return 0; } ``` 至于算法的性能分析,可以从以下两个方面进行考虑: 1. 时间复杂度:该算法的时间复杂度为O(nm),其中n为物品数量,m为背包容量。这个复杂度比较高,但是可以通过优化空间复杂度来降低时间复杂度。 2. 空间复杂度:该算法的空间复杂度为O(nm),需要维护一个二维数组。如果需要优化空间复杂度,可以使用滚动数组等技巧来避免使用额外的空间。 以上就是关于0-1背包问题的动态规划算法及其实现方式的介绍,希望对你有所帮助。

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