用动态规划求0-1背包问题,n=5,c=15,w={12,1,4,1,2},v={4,2,10,1,2}.求背包所得的最大价值和最优解
时间: 2023-09-17 18:05:40 浏览: 37
### 回答1:
我们可以使用动态规划来解决0-1背包问题。具体的,我们可以使用一个二维数组dp[i][j]来表示前i个物品放入容量为j的背包中所得到的最大价值。其中,i从1到n,j从0到c。根据0-1背包问题的特点,我们可以得到以下状态转移方程:
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]]+v[i])
其中,dp[i-1][j]表示不放第i个物品时的最大价值,dp[i-1][j-w[i]]+v[i]表示放第i个物品时的最大价值。我们只需要比较这两个值,取最大值即可。
接下来,我们可以使用循环来填充dp数组。具体的,我们可以先初始化dp[0][j]=0和dp[i][0]=0,表示背包容量为0或者没有物品时的最大价值都为0。然后,我们依次计算dp[i][j]的值,直到dp[n][c]即可得到最终的结果。
以下是使用Python实现的代码:
```
n = 5
c = 15
w = [12, 1, 4, 1, 2]
v = [4, 2, 10, 1, 2]
dp = [[0 for j in range(c+1)] for i in range(n+1)]
for i in range(1, n+1):
for j in range(1, c+1):
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]
print("最大价值为:", dp[n][c])
# 回溯求解最优解
x = [0 for i in range(n)]
j = c
for i in range(n, 0, -1):
if dp[i][j] > dp[i-1][j]:
x[i-1] = 1
j -= w[i-1]
print("最优解为:", x)
```
输出结果为:
```
最大价值为: 15
最优解为: [0, 1, 1, 1, 1]
```
因此,背包所得的最大价值为15,最优解为将第2、3、4、5个物品放入背包中。
### 回答2:
0-1背包问题是一个经典的动态规划问题。给定n个物品,每个物品有重量w和价值v,背包的容量为c,要求在不超过背包容量的情况下,选择一些物品放入背包,使得背包中物品的总价值最大。
动态规划求解0-1背包问题有以下步骤:
1. 定义状态:dp[i][j]表示前i个物品放入容量为j的背包中所能获得的最大价值。
2. 初始化状态:dp[0][j] = 0,dp[i][0] = 0,表示没有物品或背包容量为0时的状态。
3. 状态转移方程:对于第i个物品,有两种选择:放入背包或不放入背包。若选择放入背包,则dp[i][j] = dp[i-1][j-w[i]] + v[i];若选择不放入背包,则dp[i][j] = dp[i-1][j]。综合这两种情况,可以得到状态转移方程:dp[i][j] = max(dp[i-1][j-w[i]] + v[i], dp[i-1][j])。
4. 状态转移:根据状态转移方程,自底向上地计算dp[i][j]的值,直到计算得到dp[n][c],即为背包所得的最大价值。
根据给定的问题,n=5,c=15,w={12,1,4,1,2},v={4,2,10,1,2}。
按照以上步骤求解0-1背包问题,可以得到如下结果:
dp数组如下,行表示物品的数量,列表示背包的容量:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
2 0 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
3 0 4 6 6 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
4 0 4 6 6 10 10 10 10 10 10 11 11 14 14 14 14
5 0 4 6 6 10 10 10 10 10 10 11 11 14 14 15 15
最大价值为15,最优解为选择第2、第3、第5个物品。
### 回答3:
0-1背包问题是一个经典的组合优化问题,可以使用动态规划来解决。给定n个物品,每个物品有对应的重量w和价值v,以及一个容量为c的背包,要求从每个物品中选择一个放入背包中,使得背包的总重量不超过容量c,且背包的总价值最大。
我们可以定义一个二维数组dp[n+1][c+1]来记录在前i个物品中选择总重量不超过j的情况下的最大价值。其中dp[i][j]表示在前i个物品中选择总重量不超过j的最大价值。
根据动态规划的思想,可以通过以下递推关系来求解0-1背包问题:
1. 初始化dp数组:将dp数组的第一行和第一列都设为0,表示没有物品或背包容量为0时的最大价值都为0。
2. 递推式:对于每个物品i,有以下两种情况:
a. 如果选择放入第i个物品,则总重量不超过j的最大价值为dp[i-1][j-w[i]] + v[i]。
b. 如果不选择放入第i个物品,则总重量不超过j的最大价值为dp[i-1][j]。
综合以上两种情况,dp[i][j] = max(dp[i-1][j-w[i]] + v[i], dp[i-1][j])。
3. 递推过程:从i=1到n,遍历每个物品,同时从j=w[i]到c,遍历每个背包容量,根据递推式更新dp数组。
4. 最优解求解:通过回溯的方式,根据dp数组的记录,可以求得背包所得的最大价值和最优解。具体操作是,从dp[n][c]开始,若dp[i][j] > dp[i-1][j],则说明第i个物品被选择放入背包,同时更新j = j-w[i],继续往前回溯,直到所有物品都被处理完毕。
对于给定的n=5,c=15,w={12,1,4,1,2},v={4,2,10,1,2}的背包问题,经过以上步骤,可以得到背包的最大价值为19,最优解为选择第2、3、4、5个物品放入背包。