多维背包问题解法:最大化旅行物品价值
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更新于2024-09-14
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"11083旅游背包"这道题目是一个经典的计算机科学问题,涉及动态规划方法解决的0-1背包问题的扩展版本。在这个问题中,你需要为一次旅行准备背包,有n种不同的旅游物品(n≤50),每种物品具有体积vi(单位立方厘米)、重量wi(单位公斤)、数量ci和价值ti(均为整数)。背包的容量有限,即最大体积V(V≤1000立方厘米)和最大重量W(W≤500公斤)。
目标是确定如何选择这些物品,以使背包中的物品总价值最大。这个问题可以通过构建一个三维动态规划数组f[i][x][y]来解决,其中:
- f[i][x][y]表示前i种物品中,当背包体积为x、重量为y时,可以得到的最大价值。
- 初始状态,f[0][x][y] = 0,表示没有物品时背包的价值为0。
- 对于每一种物品i,有三种情况:
1. 如果物品i无法放入背包(x < vi 或 y < wi),则价值为0。
2. 如果物品i可以完全放入背包(x >= vi && y >= wi),可以选择0到min(c[i], x/v[i], y/w[i])个这种物品,此时价值为min值乘以单个物品的价值t[i]。
3. 如果物品i部分放入背包,取尽可能多的物品,直到达到体积或重量限制。
在计算过程中,需要注意的是,动态规划数组f需要根据背包容量的限制进行更新,确保空间复杂度可控。通过递归关系式和边界条件,可以逐步填充这个数组,最终f[n][V][W]将给出所有物品的最大价值。
举例来说,对于给定的数据,如果V=500立方厘米,W=100公斤,你可以通过遍历所有可能的物品组合,使用上述算法找到最佳的选择方案,如选择10件物品1(体积30立方厘米,重量3公斤,价值4元/件)、10件物品3(体积10立方厘米,重量2公斤,价值2元/件)和4件物品4(体积23立方厘米,重量5公斤,价值3元/件),这样可以获得总价值72元。
这道题目需要编程实现,因为它是一个实际的编程问题,而不是理论分析。常见的编程语言如C++、Python等都可以用来解决这类问题,关键在于正确地定义并更新动态规划数组,同时考虑边界条件和物品选择策略。
2013-10-12 上传
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驍將
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