给定6个物品,重量分别为(5,3,2,10,4,2),价值分别为(11,8,15,18,12,6),背包容量W=20,应用分支限界法求解0/1背包问题,请写出在解空间树上的搜索过程,利用广度优先
时间: 2023-10-10 14:10:01 浏览: 164
首先,我们将所有的物品按照单位重量的价值从大到小排序,得到物品顺序为4-3-5-1-2-6。
接下来,我们采用广度优先搜索的方式,在解空间树上进行搜索,每个节点都表示一个状态,即前i个物品是否放入背包中,已经放入的物品总重量和总价值。我们从根节点开始搜索,根节点表示前0个物品已经考虑过了,背包中的物品总重量和价值均为0。我们对每一个节点,都要考虑两种情况,即将下一个物品放入背包中或者不放入背包中。如果下一个物品放入背包中,那么该节点的左儿子节点表示将第i个物品放入背包中,同时更新背包中物品总重量和总价值;否则,该节点的右儿子节点表示不将第i个物品放入背包中,背包中物品总重量和总价值不变。
我们在搜索过程中,需要记录每个节点的状态,以及该状态下的上界,即该节点能够达到的最大价值。对于每个节点,我们都可以计算出其上界,即该节点下面所有的叶子节点中的最大价值。当我们搜索到一个节点时,如果该节点的上界比当前最优解还要小,那么可以直接剪枝,不再继续搜索该节点的子树。
下面是搜索过程的详细步骤:
1.首先,我们将根节点加入队列中。
2.从队列中取出一个节点,表示前i个物品已经考虑过了,背包中的物品总重量和价值分别为wi和vi。
3.如果i=n,那么该节点为叶子节点,更新最优解。
4.否则,计算出该节点的上界,即该节点下面所有的叶子节点中的最大价值。
5.如果该节点的上界比当前最优解还要小,那么可以直接剪枝,不再继续搜索该节点的子树。
6.将该节点的左右儿子节点加入队列中,表示考虑将第i+1个物品放入背包中或者不放入背包中。
7.重复步骤2~6,直到队列为空。
搜索过程中,我们需要记录最优解和最优状态。最优解表示能够达到的最大价值,最优状态表示能够达到最优解的物品放置方案。当我们搜索完毕后,最优解和最优状态就是我们需要的结果。
注:这里的搜索过程是伪代码,具体实现细节可能会有所不同。
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