用c语言假设一个0/1背包问题是,n=4,重量为w=(4,7,5,3),价值为v=(40,42,25,12),背包限重为W=10,解向量为x=(x1,x2,x3,x4)。请采用课本第6章中的优先队列式分枝限界法求解该问题,请进行详细过程分析,并画出详细求解过程图。
时间: 2024-06-08 18:05:48 浏览: 118
首先将问题转化为0/1背包问题,定义结点状态为 $i$,表示前 $i$ 个物品已经考虑过是否放入背包,定义结点的上界为 $UB_i$,表示在前 $i$ 个物品中选择物品放入背包时所能达到的最大价值。
初始化状态为 $i=0$,$UB_0=0$。将状态 $i=1$ 加入优先队列中,此时 $UB_1=40$,选取 $x_1=1$,将状态 $i=2$ 加入优先队列中。此时有两个子结点需要进行计算:
1. $x_1=1,x_2=0$,此时 $UB_2=40+0=40$;
2. $x_1=1,x_2=1$,此时 $UB_2=40+42=82$;
将第一个子结点 $i=2$ 加入优先队列中,此时有两个子结点需要进行计算:
1. $x_1=1,x_2=0,x_3=0$,此时 $UB_3=40+0+0=40$;
2. $x_1=1,x_2=0,x_3=1$,此时 $UB_3=40+0+25=65$;
将第一个子结点 $i=3$ 加入优先队列中,此时有两个子结点需要进行计算:
1. $x_1=1,x_2=0,x_3=0,x_4=0$,此时 $UB_4=40+0+0+0=40$;
2. $x_1=1,x_2=0,x_3=1,x_4=0$,此时 $UB_4=40+0+25+0=65$;
将第二个子结点 $i=3$ 加入优先队列中,此时有两个子结点需要进行计算:
1. $x_1=1,x_2=0,x_3=0,x_4=1$,此时 $UB_4=40+0+0+12=52$;
2. $x_1=1,x_2=0,x_3=1,x_4=1$,此时 $UB_4=40+0+25+12=77$;
此时优先队列中的最优解为 $x=(1,0,1,1)$,背包所能装载的最大价值为 $77$。
求解过程图如下所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/26807227/133344709-4f9a61fe-7cc0-4b54-8aae-f0a0c2c1b3c4.png)
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