C语言利用动态规划算法写一个实验 实验内容:假设有五个物品,重量为(2,5,4,2,3),价值为(6,3,5,4,6),购物车容量为10。利用动态规划算法求出购物车可装入物品的最大价值和装入物品。 要求:写出详细步骤并写出每个步骤相应的代码
时间: 2023-10-04 11:09:32 浏览: 64
动态规划算法实验
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动态规划算法的思路是将原问题分解为若干个子问题,先求解子问题,再由子问题的解推导出原问题的解。对于该购物车问题,我们可以将其分解为子问题:若只考虑前 i 个物品,总重量不超过 j,最多能装多少价值的物品。
设 V(i,j) 表示考虑前 i 个物品,总重量不超过 j 时能装入的最大价值。假设第 i 个物品的重量为 weight[i],价值为 value[i],则有以下状态转移方程:
V(i,j) = max(V(i-1,j), V(i-1, j-weight[i]) + value[i]),其中 i>0, j>=weight[i]
注意,当 j<weight[i] 时,无法装入第 i 个物品,此时 V(i,j) = V(i-1,j)。
最终的解为 V(5,10),即考虑前 5 个物品,总重量不超过 10 时能装入的最大价值。
以下是详细步骤和代码实现:
1. 定义物品的重量和价值数组:
```c
int weight[] = {2, 5, 4, 2, 3};
int value[] = {6, 3, 5, 4, 6};
```
2. 定义购物车的容量和物品数量:
```c
int capacity = 10;
int n = 5;
```
3. 定义二维数组 V 来存储子问题的解:
```c
int V[n+1][capacity+1];
```
4. 初始化 V 数组:
```c
// 当总重量为 0 时,无论考虑多少个物品都无法装入
for (int i = 0; i <= n; i++) {
V[i][0] = 0;
}
// 当考虑前 0 个物品时,无论总重量多少都无法装入
for (int j = 0; j <= capacity; j++) {
V[0][j] = 0;
}
```
5. 根据状态转移方程计算 V 数组:
```c
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= capacity; j++) {
if (j < weight[i-1]) {
// 无法装入第 i 个物品,继承前 i-1 个物品的最优解
V[i][j] = V[i-1][j];
} else {
// 可以装入第 i 个物品,判断装或不装哪种情况更优
int value_with_i = V[i-1][j-weight[i-1]] + value[i-1];
int value_without_i = V[i-1][j];
V[i][j] = (value_with_i > value_without_i) ? value_with_i : value_without_i;
}
}
}
```
6. 输出最大价值和装入物品:
```c
printf("最大价值为:%d\n", V[n][capacity]);
printf("装入的物品为:");
int j = capacity;
for (int i = n; i > 0; i--) {
if (V[i][j] > V[i-1][j]) {
printf("%d ", i);
j -= weight[i-1];
}
}
```
完整代码如下:
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