分支限界法解决背包问题,生成matlab代码
时间: 2023-08-22 18:23:46 浏览: 96
以下是使用分支限界法解决背包问题的MATLAB代码:
```matlab
% 定义物品结构体
item.weight = [2, 5, 10, 5, 4];
item.value = [6, 10, 12, 8, 7];
item.num = length(item.weight);
% 定义背包容量和当前的最优解
capacity = 20;
currentBestValue = 0;
% 初始化队列,加入根节点
queue = struct('value', 0, 'weight', 0, 'index', 0, 'selected', []);
queue(1) = [];
node.value = 0;
node.weight = 0;
node.index = 0;
node.selected = [];
queue(end+1) = node;
% 循环直到队列为空
while ~isempty(queue)
% 取出队列中的第一个节点
currentNode = queue(1);
queue(1) = [];
% 如果该节点的价值小于当前最优解,则剪枝
if currentNode.value < currentBestValue
continue;
end
% 如果该节点的所有物品都已经考虑完,则更新最优解
if currentNode.index == item.num
currentBestValue = currentNode.value;
continue;
end
% 考虑加入当前物品
if currentNode.weight + item.weight(currentNode.index+1) <= capacity
node.value = currentNode.value + item.value(currentNode.index+1);
node.weight = currentNode.weight + item.weight(currentNode.index+1);
node.index = currentNode.index + 1;
node.selected = [currentNode.selected, 1];
queue(end+1) = node;
end
% 考虑不加入当前物品
node.value = currentNode.value;
node.weight = currentNode.weight;
node.index = currentNode.index + 1;
node.selected = [currentNode.selected, 0];
queue(end+1) = node;
end
% 输出最优解及所选物品
fprintf('最优解:%d\n', currentBestValue);
fprintf('所选物品:');
for i=1:item.num
if currentNode.selected(i)
fprintf('%d ', i);
end
end
fprintf('\n');
```
其中,`item` 结构体保存了每个物品的重量和价值,`capacity` 表示背包的容量,`currentBestValue` 保存当前的最优解。`queue` 是一个队列,用于保存待扩展的节点。节点结构体包括当前的价值、重量、考虑的物品序号和所选的物品。在循环中,每次取出队列中的第一个节点进行扩展,如果该节点的价值小于当前最优解,则剪枝;如果该节点的所有物品都已经考虑完,则更新最优解。对于每个物品,分别考虑加入或不加入,生成新的节点加入队列中。最后输出最优解及所选的物品。
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