给定n个重量为{w1, w2, … ,wn}、价值为{v1, v2, … ,vn}的物品和一个容量为C的背包,求这些物品中的一个最有价值的子集,且要能够装到背包中。 输入格式: 有多组数据,每组数据第一行表示物品的数量n(0<n<=20)和背包容量C(0<C<=300);后面有n行,表示n个物品的信息,每个物品信息占一行,包括物品的重量w和物品的价值v,w和v之间用空格隔开。(注:重量和价值为1到100之间的整数,包括1和100) 输出格式: 每组输出占一行,若背包有物品,输出其价值;若背包为空则输出0。给出代码
时间: 2023-10-25 12:21:30 浏览: 75
这是一个经典的0/1背包问题,可以使用动态规划求解。下面是一个Python的实现:
```python
while True:
try:
n, C = map(int, input().split())
w, v = [], []
for i in range(n):
wi, vi = map(int, input().split())
w.append(wi)
v.append(vi)
dp = [0] * (C+1)
for i in range(n):
for j in range(C, w[i]-1, -1):
dp[j] = max(dp[j], dp[j-w[i]]+v[i])
print(dp[C])
except:
break
```
在这个代码中,我们使用了一个`dp`数组,其中`dp[j]`表示背包容量为`j`时能够获得的最大价值。对于每个物品`i`,我们可以选择将其放入背包中或不放入背包中。如果选择放入背包中,则背包容量会减少`w[i]`,价值会增加`v[i]`;如果选择不放入背包中,则背包容量不变,价值也不变。因此,我们可以使用动态规划来求解最优解。
时间复杂度为 $O(nC)$。
相关问题
给定n个重量为w1, w2,…wn,价值为v1, v2,…vn的物品和一个承重为W 的背包,求将这些物品中的某些装入背包中,在不超出重量W的情况下, 价值最高的装法。
这个问题描述的是经典的动态规划问题——0/1背包(Knapsack Problem),也称为贪婪算法的一种变种。在这种情况下,我们需要找到一种策略,使得物品的总价值最大,同时不超过背包的最大承载重量。
动态规划的解决方案通常使用一个二维数组 `dp[i][j]`,其中 `i` 是物品的索引(从1到n),`j` 是当前背包剩余的容量(从0到W)。`dp[i][j]` 表示前i个物品,当背包剩余容量为j时所能达到的最大价值。
算法步骤如下:
1. 初始化:`dp[0][j] = 0` 对于所有 `j`,因为没有物品时价值为0。
2. 填充数组:对于每个物品 `i`,比较两个选择:
- 不选第 `i` 个物品:`dp[i][j] = dp[i-1][j]`
- 选第 `i` 个物品:`dp[i][j] = dp[i-1][j-wi] + vi` 如果 `j >= wi`,否则 `dp[i][j] = dp[i-1][j]`
这里 `wi` 和 `vi` 分别是第 `i` 个物品的重量和价值。
3. 最后的结果是 `dp[n][W]`,即包含所有物品且不超过背包容量的情况下的最大价值。
以下是一个简单的C++代码实现:
```cpp
#include <vector>
int knapSack(int W, std::vector<int>& wt, std::vector<int>& val, int n) {
std::vector<std::vector<int>> dp(n+1, std::vector<int>(W+1, 0));
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= W; j++) {
if (wt[i-1] <= j) {
dp[i][j] = std::max(val[i-1][j-wt[i-1]], dp[i-1][j]);
} else {
dp[i][j] = dp[i-1][j];
}
}
}
return dp[n][W];
}
```
请用c语言实现以下问题:给定n个重量为w1,w2,w3,…,wn,价值为v1,v2,v3,…,vn的物品以及容量为C的背包,求这个物品中一个最有价值的子集,使得在满足背包的容量的前提下,包内的总价值最大。 分别采用价值最大、重量最小、价值率最大原则实现贪心算法,写出相应程序。
以下是采用三种贪心算法实现0/1背包问题的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define N 100 // 物品的最大数量
#define C 100 // 背包的最大容量
// 物品结构体
typedef struct {
int w; // 重量
int v; // 价值
float r; // 价值重量比
} Item;
// 按价值从大到小排序
void sort_by_value(Item *items, int n) {
int i, j;
Item tmp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
if (items[j].v < items[j + 1].v) {
tmp = items[j];
items[j] = items[j + 1];
items[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
// 按重量从小到大排序
void sort_by_weight(Item *items, int n) {
int i, j;
Item tmp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
if (items[j].w > items[j + 1].w) {
tmp = items[j];
items[j] = items[j + 1];
items[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
// 按价值重量比从大到小排序
void sort_by_ratio(Item *items, int n) {
int i, j;
Item tmp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
if (items[j].r < items[j + 1].r) {
tmp = items[j];
items[j] = items[j + 1];
items[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
// 采用价值最大原则的贪心算法
int greedy_by_value(Item *items, int n, int c, int *selected) {
sort_by_value(items, n);
int i, j, total_value = 0;
memset(selected, 0, sizeof(int) * n);
for (i = 0; i < n; i++) {
if (c < items[i].w) break;
selected[i] = 1;
c -= items[i].w;
total_value += items[i].v;
}
return total_value;
}
// 采用重量最小原则的贪心算法
int greedy_by_weight(Item *items, int n, int c, int *selected) {
sort_by_weight(items, n);
int i, j, total_value = 0;
memset(selected, 0, sizeof(int) * n);
for (i = 0; i < n; i++) {
if (c < items[i].w) break;
selected[i] = 1;
c -= items[i].w;
total_value += items[i].v;
}
return total_value;
}
// 采用价值重量比最大原则的贪心算法
int greedy_by_ratio(Item *items, int n, int c, int *selected) {
sort_by_ratio(items, n);
int i, j, total_value = 0;
memset(selected, 0, sizeof(int) * n);
for (i = 0; i < n; i++) {
if (c < items[i].w) break;
selected[i] = 1;
c -= items[i].w;
total_value += items[i].v;
}
return total_value;
}
int main() {
int n, c, i, value;
Item items[N];
int selected[N];
printf("请输入物品数量n和背包容量c:\n");
scanf("%d %d", &n, &c);
printf("请依次输入每个物品的重量w和价值v:\n");
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d %d", &items[i].w, &items[i].v);
items[i].r = (float)items[i].v / items[i].w;
}
value = greedy_by_value(items, n, c, selected);
printf("采用价值最大原则的贪心算法,总价值为:%d\n", value);
value = greedy_by_weight(items, n, c, selected);
printf("采用重量最小原则的贪心算法,总价值为:%d\n", value);
value = greedy_by_ratio(items, n, c, selected);
printf("采用价值重量比最大原则的贪心算法,总价值为:%d\n", value);
return 0;
}
```
注意,以上代码仅仅是贪心算法的实现,如果要得到最优解,需要使用动态规划算法。
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