用回溯法解n=3的0-1背包问题,背包容量为25,三个物品重量分别是{20,15,10},价值分别为{20,30,25}请画出搜索树
时间: 2023-08-24 07:07:19 浏览: 92
首先,我们可以将物品按照单位重量的价值从大到小排序,得到物品的顺序为:2,3,1。则搜索树的根节点是一个空背包,它有两个子节点,分别表示选择将物品2放入背包和不将物品2放入背包。
选择将物品2放入背包,则背包的剩余容量为5,此时,我们可以选择将物品3放入背包或不放入背包。如果选择将物品3放入背包,则背包的剩余容量为-5,不符合要求,因此搜索结束;如果选择不将物品3放入背包,则背包的剩余容量为5,此时,我们只能选择将物品1放入背包或不放入背包,如果选择将物品1放入背包,则背包的剩余容量为-15,不符合要求,搜索结束;如果选择不将物品1放入背包,则背包的剩余容量为5,此时,所有的物品都已经考虑完毕,搜索结束。
选择不将物品2放入背包,则背包的剩余容量为25,此时,我们可以选择将物品3放入背包或不放入背包。如果选择将物品3放入背包,则背包的剩余容量为10,此时,我们只能选择将物品1放入背包或不放入背包,如果选择将物品1放入背包,则背包的剩余容量为-10,不符合要求,搜索结束;如果选择不将物品1放入背包,则背包的剩余容量为10,此时,所有的物品都已经考虑完毕,搜索结束。
因此,搜索树如下所示:
```
()
/ \
2 ()
/ \ / \
23 2 3 ()
/ \ / \
231 23 21 3
\
231
```
其中,()表示一个空背包,数字表示物品的编号。
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用回溯法解n=3的0-1背包问题,背包容量为25,三个物品的重量分别为{20,15,10},价值分别为{20,30,25},请画出搜索树
这里是n=3的0-1背包问题,背包容量为25,三个物品的重量分别为{20,15,10},价值分别为{20,30,25}。
搜索树的每个节点代表一个子问题,左子节点表示选择该物品,右子节点表示不选择该物品。根节点表示没有任何物品可选时的情况。树的最底层是三个物品都被考虑过的情况。
根据回溯法的思想,对于每个子问题,先选择一个物品是否放入背包,然后考虑下一个物品,直到考虑完所有物品或者背包已满。
下面是搜索树的结构:
```
(0,0,0,25,0)
/ \
(20,20,1,5,1) (0,0,1,25,1)
/ \ / \
(35,50,2,0,2) (20,30,2,5,2) (25,25,2,15,2) (0,0,2,25,2)
/ \ / \ / \ / \
(50,75,3,-15,3) (35,50,3,0,3) (45,70,3,5,3) (20,30,3,10,3) (25,25,3,15,3) (0,0,3,25,3)
```
其中,每个节点用五个数字表示,分别为:当前总价值,当前总重量,当前考虑到第几个物品,剩余容量,当前节点在搜索树中的深度。
从根节点开始,搜索树的深度优先遍历的过程就是回溯法的求解过程。在搜索树中,每个节点的左子节点表示选择当前物品放入背包,右子节点表示不选择当前物品放入背包。当搜索到叶子节点时,记录此时的总价值和路径,回溯到父节点,再遍历兄弟节点,继续进行搜索。最终找到最优解。
用回溯法解n=3的O-1背包问题,背包容量为25,三个物品的重量分别为{20,15,10},价值分别为{20,30,25},请画出搜索树。
好的,我来解答你的问题。
首先,回溯法是一种通过不断地尝试所有可能解来求解问题的算法,它通常用于解决那些不适合使用动态规划等算法来求解的问题。在O-1背包问题中,回溯法可以通过搜索所有可能的解来求得最优解。
接下来,我们来画出n=3的O-1背包问题的搜索树。根据回溯法的基本思想,我们从根节点开始搜索所有可能的解,每次选择一个物品并尝试将其放入背包中,然后继续搜索剩余的物品。如果发现当前方案不能满足背包的容量限制,或者当前方案的价值已经小于当前最优解的价值,就回溯到上一个节点,重新选择其他的物品。
下面是n=3的O-1背包问题的搜索树:
```
(0,0,25,0)
/ | \
(0,0,10,0) (0,0,15,0) (0,0,20,0)
| | |
(0,0,0,0) (0,30,0,0) (0,25,0,0)
|
(20,30,0,0)
```
其中,每个节点表示一个状态,它包含四个值,分别为当前已选物品的重量、价值,以及剩余物品的重量和当前的价值上界。例如,根节点(0,0,25,0)表示当前已选的物品重量和价值都为0,剩余物品的重量为25,当前价值上界为0。
可以看出,在搜索树中,每个节点都表示一种可能的解,其中叶子节点表示一种完整的解。在搜索树中,我们需要逐层地搜索所有可能的解,并记录当前的最优解,直到搜索到叶子节点或者无法继续搜索为止。最终,搜索树中的最优解即为原问题的最优解。
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