给定6个物品,重量为(5,3,2,10,4,2),价值为(11,8,15,18,12,6),背包容量C=20,应用限界剪枝法求解 0/1 背包问题,请画出在解空间树上的搜索过程。
时间: 2024-05-17 19:14:32 浏览: 72
0-1背包问题,背包中物品的总重量不能超过背包的容量,最佳装载是指所装入的物品价值最高。
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好的,我会根据您的要求进行回答。由于是文字回答,无法提供图示,我将尽力描述搜索过程。
首先,我们需要对物品按照单位重量价值进行排序,排序后的物品顺序为(2,2,3,4,5,10),对应的单位重量价值为(3,3,2.67,3,2.4,1.8)。
接下来,我们从根节点开始搜索解空间树。根节点表示没有任何物品加入背包的情况,因此,背包的剩余容量为20,当前背包中的价值为0。我们需要根据限界函数的值来决定接下来的搜索方向。
我们定义限界函数为当前节点的最大可能价值。对于0/1背包问题,我们可以通过贪心策略来计算限界函数。因此,在根节点处,我们可以将物品按照单位重量价值从大到小依次加入背包,直到背包装满或者没有物品可以加入。假设我们将前3个物品加入背包,则当前节点的限界函数为11+8+15+2.67*(20-10-2-2-3)=57.01。
接下来,我们可以沿着限界函数大于当前最优解的方向进行搜索。假设我们选择加入第4个物品,背包的剩余容量为6,当前背包中的价值为39。我们可以将第5个物品加入背包,此时背包已经装满,当前背包中的价值为51。我们可以更新当前最优解为51,并返回到父节点处。
在父节点处,我们可以选择加入第4个物品和第5个物品之一,或者不加入任何物品。由于加入第5个物品的限界函数小于当前最优解,因此我们可以直接剪枝,不再继续搜索这个分支。
接下来,我们选择加入第4个物品,背包的剩余容量为10,当前背包中的价值为33。我们可以将第5个物品加入背包,此时背包已经装满,当前背包中的价值为45。我们可以更新当前最优解为45,并返回到父节点处。
在父节点处,我们可以选择加入第5个物品,或者不加入任何物品。由于加入第5个物品的限界函数小于当前最优解,因此我们可以直接剪枝,不再继续搜索这个分支。
接下来,我们选择不加入第4个物品,背包的剩余容量为16,当前背包中的价值为27。我们可以选择加入第5个物品或者第6个物品,或者不加入任何物品。假设我们选择加入第6个物品,背包的剩余容量为14,当前背包中的价值为33。我们可以选择加入第5个物品,背包的剩余容量为9,当前背包中的价值为45。我们可以更新当前最优解为45,并返回到父节点处。
在父节点处,我们可以选择加入第5个物品和第6个物品之一,或者不加入任何物品。由于加入第6个物品的限界函数小于当前最优解,因此我们可以直接剪枝,不再继续搜索这个分支。
接下来,我们选择加入第5个物品,背包的剩余容量为9,当前背包中的价值为45。由于没有更多的可加入物品,我们已经搜索完了整个解空间树。
因此,最终的最优解为45。
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