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0-1背包问题

时间:2022-12-07 17:11:08浏览次数:54  
标签:状态 背包 int 一行 问题 件物品 include

题目链接:https://www.acwing.com/problem/content/description/2/

题目描述

有 N 件物品和一个容量是 V 的背包。每件物品只能使用一次。
第 i 件物品的体积是 vi,价值是 wi。
求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。

输入描述

第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品数量和背包容积。
接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i 件物品的体积和价值。

输出描述

输出一个整数,表示最大价值。
0<N,V≤1000
0<vi,wi≤1000

示例

输入

4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出

8

分析

约定

我们记第i件物品的体积和价值为v[i],w[i]

状态表示

f(i,j)表示满足如下条件的方案的最大价值:

  • 仅从前i件物品中选择
  • 所选取的物品体积小于等于j

状态划分

对于f(i,j),存在两种情况:

  • 选了第i件物品
  • 没选第i件物品

状态转移方程

对应状态划分,我们便可以得到相应的状态转移方程:

  • f(i,j)=f(i-1,j)
  • f(i,j)=f(i-1,j-v[i])+w[i]

显然,我们要取的f(i,j)应当是两者的最大值,因此最终的状态转移方程如下:
f(i,j)=max(f(i-1,j),f(i-1,j-v[i])+w[i])

总结

以上,是以f(i,j)这样一个二维的函数来求解本问题的思路,我们可以想象出一张二维的表格,行对应i,列对应j,求解的过程其实就是一行一行填表的过程,不断利用之前求出的结果,最终得到最终答案。

优化

对于这样一个填表的过程,由状态转移方程可以发现,要得到新的一行数据,只需要上一行的数据,我们没有必要将每一行数据都保存下来,因此我们就可以将二维的状态表示优化成一维的,在原有思路的指导下做出改变。改动时的易错点见代码注释。

二维解法AC代码


#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int N = 1001;
int n, V;
int v[N], w[N];
int f[N][N];

int main()
{
	cin >> n >> V;

	for (int i = 1; i <= n; i++)
		cin >> v[i] >> w[i];

	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		for (int j = 1; j <= V; j++)
		{
			f[i][j] = f[i - 1][j];
			if (j >= v[i]) //此处加以判断防止数组下标越界
				f[i][j] = max(f[i][j], f[i - 1][j - v[i]] + w[i]);
		}
	}

	cout << f[n][V] << endl;
	return 0;
}

一维解法AC代码


#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int N = 1001;
int n, V;
int v[N], w[N];
int f[N];

int main()
{
	cin >> n >> V;

	for (int i = 1; i <= n; i++)
		cin >> v[i] >> w[i];

	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		for (int j = V; j >= v[i]; j--)
		{
            //f[j]=f[j] 对应二维,应是我们思维的一步,理解后可去掉
			f[j] = max(f[j], f[j - v[i]] + w[i]);
		}
	}

    //第二维的循环顺序改为由后向前,且终点改为了v[j]
    /*顺序更改:得到新行需要上一行的数据(某一元素正上方的数据和左上方的数据),因此如果继续从前向后,会覆盖上一行的数据,致使新行后面的数据无法计算*/
    /*终点更改:防止越界*/

	cout << f[V] << endl;
	return 0;
}

标签:状态,背包,int,一行,问题,件物品,include
From: https://www.cnblogs.com/kongaobo/p/16963651.html

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