用分支限界法处理装载问题,直接给c++代码
时间: 2023-12-10 15:38:10 浏览: 91
以下是使用分支限界法处理装载问题的C++代码:
```c++
#include <iostream>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
// 物品结构体
struct Item {
int w; // 物品重量
int id; // 物品编号
};
// 节点结构体
struct Node {
int level; // 当前节点所在层数
int profit; // 当前节点的价值
int weight; // 当前节点的重量
bool operator<(const Node& rhs) const {
return profit < rhs.profit; // 以价值为优先级
}
};
const int MAXN = 100; // 最大物品数量
const int MAXW = 100; // 最大背包容量
int n, W; // 物品数量、背包容量
Item items[MAXN]; // 物品数组
bool used[MAXN]; // 标记物品是否被选中
// 计算上界(即松弛问题的最优解)
int upper_bound(int level, int weight, int profit) {
int bound = profit;
int w = weight;
for (int i = level; i < n; i++) {
if (w + items[i].w <= W) {
w += items[i].w;
bound += items[i].id;
} else {
int remain = W - w;
bound += items[i].id * (double)remain / items[i].w;
break;
}
}
return bound;
}
// 分支限界法求解装载问题
int knapsack() {
priority_queue<Node> pq; // 优先队列
Node u, v;
u.level = 0;
u.profit = 0;
u.weight = 0;
pq.push(u); // 将根节点加入队列
int maxprofit = 0;
while (!pq.empty()) {
u = pq.top(); pq.pop();
if (u.profit > maxprofit) {
maxprofit = u.profit;
}
if (u.level == n) continue;
// 不选当前物品的子节点
v.level = u.level + 1;
v.weight = u.weight;
v.profit = u.profit;
pq.push(v);
// 选当前物品的子节点
v.weight = u.weight + items[u.level].w;
v.profit = u.profit + items[u.level].id;
v.profit += upper_bound(v.level, v.weight, v.profit); // 加上上界
pq.push(v);
}
return maxprofit;
}
int main() {
cin >> n >> W;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> items[i].w;
items[i].id = i + 1;
}
sort(items, items + n, [](const Item& a, const Item& b){ // 按单位重量价值排序
return a.id * b.w > b.id * a.w;
});
memset(used, false, sizeof(used));
cout << knapsack() << endl;
return 0;
}
```
注意,这里的 `upper_bound` 函数计算的是松弛问题的最优解,而不是实际问题的最优解。当然,这个上界也可以通过其他方法来计算,比如线性规划等。
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