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动态规划

时间:2024-04-06 23:11:57浏览次数:18  
标签:背包 int 枚举 01 物品 动态 规划 dp

背包

快熄灯了,写得有点急

01背包

给m个物品让你装进最大载重为t的背包,每个物品重量和价值,每种物品只能放一次,问最大价值

朴素做法

设dp[i][j]为只取前i个物品中并且容量为j的最佳情况
可以想到两种情况1.不选当前物体,则dp[i][j]=dp[i-1][j]
2.选当前物体则需要为当前物体腾出来wi的位置,方程为dp[i][j]=dp[i-1][j-w[i]]+v[i].

	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		for(int j=0;j<=t;j++)
		{
			dp[i][j]=dp[i-1][j];
		    if(j>=w[i]) dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-w[i]]+v[i]);
		}
	}
	printf("%d",dp[m][t]);
}

优化做法

由于我们每次选择时只涉及到i和i-1,我们可以将二维压缩至一维,至于怎么体现原来的i和i-1,就需要我们在内层循环反着枚举一遍容量。原理是如果我们如果正着枚举那么在我们肯定会先更新dp[j-w[i]]再更新dp[j],也就是说在更新dpj时必然会收到本次i循环前面的结果的影响,但如果反过来枚举的话就不会收到本次i循环影响,也就是说使用的dp[j-w[i]]都是在i为i-1时的结果,也就是在i-1的基础上更新。
for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		for(int j=t;j>=w[i];j--)
		{
			dp[j]=max(dp[j-w[i]]+v[i],dp[j]);
		}
	}

完全背包

和01背包的不同是每个物品可以放多次
最朴素做法是加一层循环看放入多少个i物品

	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=0;j<=m;j++)
		{
			for(int k=0;k*w[i]<=j;k++)
			{
				dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i-1][j-k*w[i]]+v[i]*k);
			}
		}
	}

这个是二维优化版本
image
把所有k拆开我们可以得到dp方程大概是这么个结果,然后我们发现后面的一大坨就等于f[i,j-w[i]]+vi

for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=0;j<=m;j++)
		{
			dp[i][j]=dp[i-1][j];
			if(j>=w[i]) dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i][j-w[i]]+v[i]);
		}
	}

代码和01背包的唯一不同是dp[i][j-w[i]]中在01背包是dp[i-1][j-w[i]].
原因在于01背包只能由上一个物品转移来,而完全背包可以从当前物品转移多次而来.

优化版本

和01背包唯一不同是内层循环是正着枚举
刚才说过如果正着循环会导致当前i影响到结果,但在完全背包中我们一个i需要取多次所以正好需要结果根据当前i进行变动

for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=w[i];j<=m;j++)
		{
			dp[j]=max(dp[j],dp[j-w[i]]+v[i]);
		}
	}

多重背包

每个物品不是只能取一次也不是无限次而是指定次数,并且每个物品的次数可以不同。

朴素版本

和完全背包最朴素版本基本类似,不过增加一个数量限制不能超过si

for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=0;j<=m;j++)
		{
			for(int k=0;k<=s[i]&&k*w[i]<=j;k++)
			dp[i][j]=max(dp[i][j],dp[i-1][j-w[i]*k]+v[i]*k);
		}
	}

优化版本

二进制优化法,因为我们种物品都有多个,我们可以将同种物品分为好多堆,采用二进制分法。假如a物品有7个那么就分为1+2+4,如果是8就是1+2+4+1,是15就是1+2+4+8,以此类推。然后我们就将n个a种物品分成了logn个,然后将所有物品都这样分一起做01背包即可。(n以内的每个数都可以被不同堆之间相加所得并且不重复)

cin>>n>>m;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		int a,b,c;
		scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
		int sum=1;
		while(sum<=c)
		{
			cnt++;
			v[cnt]=sum*b;
			w[cnt]=sum*a;
			c-=sum;
			sum*=2;
		}
		if(c>0)
		{
			cnt++;
			v[cnt]=c*b;
			w[cnt]=c*a;
		}
	}
	for(int i=1;i<=cnt;i++)
	{
		for(int j=m;j>=w[i];j--)
		{
			dp[j]=max(dp[j],dp[j-w[i]]+v[i]);
		}
	}
	cout<<dp[m];

分组背包问题

将物品分为多个组,相同组的物品只能取一次,我们采用三重循环,第二层是由大到小枚举,原因是同组物品只能取一次因此要像01背包一样,大概像是对每一组分别进行01背包的感觉。并且由于每一组内的物品质量不一定相同所以要枚举到0并且要判断当前j是否大于等于物品重量

	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=m;j>=0;j--)//同组不能重复取
		{
			for(int k=1;k<=s[i];k++) 
			{
			if(j>=w[i][k]) dp[j]=max(dp[j],dp[j-w[i][k]]+v[i][k]);
			}
		 } 
	 } 

标签:背包,int,枚举,01,物品,动态,规划,dp
From: https://www.cnblogs.com/miku-dayo/p/18118148

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