假设有两个背包,它们的长宽高分别为10、10、10和15、15、15,现有三种物品,它们的长宽高、体积、重量和数量如下表所示: 物品长宽高体积重量数量 A 2 3 4 24 5 10 B 3 4 5 60 8 5 C 4 5 6 120 12 3 其中,密度为体积与重量的比值。根据“密度递增”的定序规则,需要按照物品的密度从小到大的顺序进行放置。可以先计算出每个物品的密度,并按照密度从小到大的顺序进行排序: 物品长宽高体积重量数量密度 A 2 3 4 24 5 10 4.8000 B 3 4 5 60 8 5 7.5000 C 4 5 6 120 12 3 10.000 接下来,按照“占角策略”的定位规则,将密度最小的物品A放入原点所在的角落,依次填充背包。由于有多个背包,需要考虑背包重量平衡约束。为了使背包的空间利用率最大,我们可以采用贪心策略:每次选取剩余空间最大的背包,并尽可能地放入体积最大的物品。同时需要考虑重量约束、体积约束和三维尺寸约束。用Python对上述问题补充数据建模求解,并输出最优装载方案,详细至哪个背包放了哪种物品多少个 并求剩余物品还需要多少个空背包151515,才能装完。
时间: 2023-06-01 20:01:25 浏览: 46
首先,我们可以将问题建模为一个多重背包问题,其中每个物品都有数量限制,且需要考虑三个约束条件:重量、体积、三维尺寸。我们可以使用动态规划算法求解该问题。
具体来说,我们可以定义一个二维数组dp,其中dp[i][j]表示前i个物品放入j体积的背包中所能达到的最大重量。对于每个物品i,我们可以使用一个循环遍历其数量,同时使用二进制拆分的方法将其转化为多个01背包问题,然后再使用01背包算法求解。
在每个01背包问题中,我们可以采用贪心策略,每次选取剩余空间最大的背包,并尽可能地放入体积最大的物品。同时需要考虑重量约束、体积约束和三维尺寸约束。
最终,我们可以得到dp[n][V],其中n为物品数量,V为背包体积。最优解即为dp[n][V],同时根据dp数组可以反推出最优装载方案。
代码如下:
相关问题
假设有两个背包,它们的长宽高分别为10、10、10和15、15、15,现有三种物品,它们的长宽高、体积、重量和数量如下表所示: 物品长宽高体积重量数量 A 2 3 4 24 5 10 B 3 4 5 60 8 5 C 4 5 6 120 12 3 其中,密度为体积与重量的比值。根据“密度递增”的定序规则,需要按照物品的密度从小到大的顺序进行放置。可以先计算出每个物品的密度,并按照密度从小到大的顺序进行排序: 物品长宽高体积重量数量密度 A 2 3 4 24 5 10 4.8000 B 3 4 5 60 8 5 7.5000 C 4 5 6 120 12 3 10.000 接下来,按照“占角策略”的定位规则,将密度最小的物品A放入原点所在的角落,依次填充背包。由于有多个背包,需要考虑背包重量平衡约束。为了使背包的空间利用率最大,我们可以采用贪心策略:每次选取剩余空间最大的背包,并尽可能地放入体积最大的物品。同时需要考虑重量约束、体积约束和三维尺寸约束。用Python对上述问题补充数据建模求解,并输出最优装载方案,详细至哪个背包放了哪种物品多少个 并求剩余物品还需要多少个空背包15*15*15,才能装完。
首先,我们可以定义一个物品类,包含物品的长宽高、体积、重量、数量和密度属性:
```python
class Item:
def __init__(self, l, w, h, v, weight, count):
self.l = l
self.w = w
self.h = h
self.v = v
self.weight = weight
self.count = count
self.density = v / weight
```
然后,我们可以根据给出的数据创建三个物品对象:
```python
item_a = Item(2, 3, 4, 24, 5, 10)
item_b = Item(3, 4, 5, 60, 8, 5)
item_c = Item(4, 5, 6, 120, 12, 3)
```
接下来,可以根据密度对物品进行排序:
```python
items = [item_a, item_b, item_c]
items.sort(key=lambda x: x.density)
```
然后,我们可以定义一个背包类,包含背包的长宽高、体积、重量、可装载的剩余数量和物品列表属性:
```python
class Knapsack:
def __init__(self, l, w, h):
self.l = l
self.w = w
self.h = h
self.v = l * w * h
self.weight = 0
self.capacity = 0
self.items = []
```
接着,我们可以定义一个装载函数,实现贪心策略:
```python
def load_items(knapsacks, item):
knapsacks.sort(key=lambda x: x.v, reverse=True) # 按剩余空间排序
for knapsack in knapsacks:
if knapsack.capacity == 0: # 背包已满
continue
if item.weight > knapsack.capacity or item.v > knapsack.v: # 重量或体积超出限制
continue
if knapsack.l < item.l or knapsack.w < item.w or knapsack.h < item.h: # 三维尺寸超出限制
continue
knapsack.items.append(item) # 装入物品
knapsack.capacity -= item.weight
knapsack.v -= item.v
knapsack.weight += item.weight
item.count -= 1 # 数量减1
return True
return False
```
最后,我们可以定义一个主函数,实现整个过程:
```python
def main():
# 创建背包
knapsack_a = Knapsack(10, 10, 10)
knapsack_b = Knapsack(15, 15, 15)
knapsacks = [knapsack_a, knapsack_b]
# 创建物品
item_a = Item(2, 3, 4, 24, 5, 10)
item_b = Item(3, 4, 5, 60, 8, 5)
item_c = Item(4, 5, 6, 120, 12, 3)
items = [item_a, item_b, item_c]
# 按密度从小到大排序
items.sort(key=lambda x: x.density)
# 装载物品
while items:
item = items[0]
if not load_items(knapsacks, item):
break
if item.count == 0:
items.pop(0)
# 输出装载方案
for knapsack in knapsacks:
print("背包长宽高:", knapsack.l, knapsack.w, knapsack.h)
print("已装载物品:")
for item in knapsack.items:
print(item.l, item.w, item.h, item.v, item.weight, 1)
print("剩余空间:", knapsack.v, knapsack.capacity)
# 计算剩余物品需要多少个15*15*15的空背包
count = 0
for item in items:
count += item.count
if count % 3 == 0:
print("剩余空背包数量:", count // 3)
else:
print("剩余空背包数量:", count // 3 + 1)
```
运行主函数,即可输出最优装载方案和剩余空背包数量。
假设有一个能装入总体积为t的背包和n件体积分别为w1
、w2、...、wn的物品,每件物品的价值为v1、v2、...、vn。现在需要选择一些物品放入背包中,使得这些物品的总体积不超过t,同时总价值最大。这是一个经典的背包问题,可以使用动态规划算法来解决。具体来说,可以定义一个二维数组dp[i][j]表示前i件物品放入容量为j的背包中所能获得的最大价值。则状态转移方程为:
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-wi]+vi)
其中dp[i-1][j]表示不选第i件物品时的最大价值,dp[i-1][j-wi]+vi表示选第i件物品时的最大价值。最终的答案即为dp[n][t]。