第9章 第3节 动态规划背包问题(C++版)
01背包问题回溯法c语言
01背包问题回溯法c语言01背包问题是一个经典的动态规划问题，可以使用回溯法来解决。
在C语言中，我们可以通过递归的方式来实现回溯法解决01背包问题。
首先，让我们来看一下01背包问题的描述：给定n个物品，每个物品有一个重量和一个价值。
现在有一个背包，它能够容纳一定的重量，问如何选择装入背包的物品，使得背包中物品的总价值最大。
接下来，让我们来看一下如何使用回溯法来解决这个问题。
我们可以定义一个递归函数来尝试将每个物品放入背包或者不放入背包，然后找出最优解。
以下是一个简单的C语言代码示例：c.#include <stdio.h>。
#define N 5 // 物品的数量。
#define W 10 // 背包的容量。
int weight[N] = {2, 2, 6, 5, 4}; // 每个物品的重量。
int value[N] = {6, 3, 5, 4, 6}; // 每个物品的价值。
int maxValue = 0; // 最大的总价值。
void backtrack(int index, int currentWeight, int totalValue) {。
if (index == N || currentWeight == W) {。
if (totalValue > maxValue) {。
maxValue = totalValue;}。
return;}。
// 不放入背包。
backtrack(index + 1, currentWeight, totalValue); // 放入背包。
if (currentWeight + weight[index] <= W) {。
backtrack(index + 1, currentWeight +weight[index], totalValue + value[index]);}。
}。
int main() {。
backtrack(0, 0, 0);printf("背包能够容纳的最大总价值为，%d\n", maxValue);return 0;}。
运筹学及其应用9.3 背包问题
1
设 xi为第 i 种物品装入的件数，则背包问题可归结为如下
形式的整数规划模型：
n
∑ max z = gi (xi ) i =1
∑ n
i=1
ai xi
≤
a
xi ≥ 0
整数 （i = 1,2,L, n)
下面从一个例子来分析动态规划建模。
9.3 背 包 问 题
一般的提法为：一旅行者携带背包去登山。已知他所能承受 的背包重量的极限为a (千克)，现有n种物品可供他选择装入 背包。第i种物品的单位重量为 ai (千克)，其价值（可以是表
明本物品对登山者的重要性指标）是携带数量 xi 的函数
gi ( xi )（i=1，2，…n）.问旅行者应如何选择携带物品的件 数，以使总价值最大？
x1
+ 4x2 + 5x3 ≤ xi ≥ 0, 整数
10
(i = 1,2,3)
5x3
s3 = s4 − 5x3 货物3
s4 = 10
g1 ( x1 ) = 4 x1
g2(x2 ) = 5x2
g3(x3) = 6x3
K=2 时 其中
f2 (s3)
=
max {g
0≤4 x2 ≤s3
2
(
x2
)
+
f1(s2 )}
3
x1
+ 4x2 + 5x3 ≤ xi ≥ 0, 整数
10
(i = 1,2,3)
5x3 s3 = s4 − 5x3
货物3
s4 = 10
g1 ( x1 ) = 4 x1
g2(x2 ) = 5x2
《信息学奥赛一本通》：第9章 第2节 动态规划背包问题(C++版)
【参考程序】
#include<cstdio> using namespace std;
const int maxm = 201, maxn = 31;
int m, n;
int w[maxn], c[maxn];
int f[maxn][maxm];
int main()
{
scanf("%d%d",&m, &n);
for (int i=1; i <= n; i++)
//设f(v)表示重量不超过v公斤的最大价值
for (int v = m; v >= w[i]; v--)
if (f[v-w[i]]+c[i]>f[v])
f[v] = f[v-w[i]]+c[i];
printf("%d",f[m]);
// f(m)为最优解
【例9-12】、完全背包问题 【问题描述】
设有n种物品，每种物品有一个重量及一个价值。但每种物品的数量是无限 的，同时有一个背包，最大载重量为M，今从n种物品中选取若干件(同一种物品 可以多次选取)，使其重量的和小于等于M，而价值的和为最大。
【输入格式】
第一行：两个整数，M(背包容量，M<=200)和N(物品数量，N<=30)； 第2..N+1行：每行二个整数Wi,Ci，表示每个物品的重量和价值。 【输出格式】
第九章 动态规划
第二节 背包问题
第二节 背包问题
一、01背包问题 问题：
有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用（即体积，下同）是w[i]， 价值是c[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量， 且价值总和最大。 基本思路：
动态规划——01背包问题
动态规划——01背包问题⼀、最基础的动态规划之⼀01背包问题是动态规划中最基础的问题之⼀，它的解法完美地体现了动态规划的思想和性质。
01背包问题最常见的问题形式是：给定n件物品的体积和价值，将他们尽可能地放⼊⼀个体积固定的背包，最⼤的价值可以是多少。
我们可以⽤费⽤c和价值v来描述⼀件物品，再设允许的最⼤花费为w。
只要n稍⼤，我们就不可能通过搜索来遍查所有组合的可能。
运⽤动态规划的思想，我们把原来的问题拆分为⼦问题，⼦问题再进⼀步拆分直⾄不可再分（初始值），随后从初始值开始，尽可能地求取每⼀个⼦问题的最优解，最终就能求得原问题的解。
由于不同的问题可能有相同的⼦问题，⼦问题存在⼤量重叠，我们需要额外的空间来存储已经求得的⼦问题的最优解。
这样，可以⼤幅度地降低时间复杂度。
有了这样的思想，我们来看01背包问题可以怎样拆分成⼦问题：要求解的问题是：在n件物品中最⼤花费为w能得到的最⼤价值。
显然，对于0 <= i <= n,0 <= j <= w，在前i件物品中最⼤花费为j能得到的最⼤价值。
可以使⽤数组dp[n + 1][w + 1]来存储所有的⼦问题，dp[i][j]就代表从前i件物品中选出总花费不超过j时的最⼤价值。
可知dp[0][j]值⼀定为零。
那么，该怎么递推求取所有⼦问题的解呢。
显⽽易见，要考虑在前i件物品中拿取，⾸先要考虑前i - 1件物品中拿取的最优情况。
当我们从第i - 1件物品递推到第i件时，我们就要考虑这件物品是拿，还是不拿，怎样收益最⼤。
①：⾸先，如果j < c[i]，那第i件物品是⽆论如何拿不了的，dp[i][j] = dp[i - 1][j];②：如果可以拿，那就要考虑拿了之后收益是否更⼤。
拿这件物品需要花费c[i]，除去这c[i]的⼦问题应该是dp[i - 1][j - c[i]]，这时，就要⽐较dp[i - 1][j]和dp[i - 1][j - c[i]] + v[i]，得出最优⽅案。
动态规划解决背包问题和旅行商问题
动态规划解决背包问题和旅行商问题动态规划（Dynamic Programming）是一种解决复杂问题的算法思想，它通过将问题划分为多个子问题，并记录子问题的解来解决原始问题。
在背包问题和旅行商问题中，动态规划是一种常见且高效的解决方法。
1. 背包问题背包问题是一个经典的优化问题，可以用动态规划的方法解决。
给定一组物品，每个物品有自身的价值和重量，同时给定一个背包的容量，要求在不超过背包容量的前提下，选择物品放入背包，使得背包中物品的总价值最大化。
动态规划的思路是定义一个二维数组dp[i][j]，其中i表示从第1个到第i个物品，j表示背包的容量。
dp[i][j]表示在前i个物品中，容量为j的背包中能够放入的物品的最大价值。
通过状态转移方程可以求解dp[i][j]，其中状态转移方程为:dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i])其中w[i]表示第i个物品的重量，v[i]表示第i个物品的价值。
通过计算dp[i][j]，最终可以得到在背包容量为j的情况下的最大价值。
可以通过回溯的方法找到具体放入背包的物品。
2. 旅行商问题旅行商问题是一个典型的组合优化问题，它要求在给定的一组城市中，寻找一条最短的路径使得旅行商经过每个城市一次后返回起始城市。
动态规划可以通过建立一个二维数组dp[S][i]来解决旅行商问题，其中S表示城市的集合，i表示当前所在的城市。
dp[S][i]表示从起始城市出发经过集合S中的城市，最后到达城市i的最短路径长度。
对于dp[S][i]，可以通过以下状态转移方程来计算：dp[S][i] = min(dp[S-{i}][j] + d[j][i])其中S-{i}表示从集合S中去除城市i，d[j][i]表示从城市j到城市i的距离。
通过计算dp[S][i]，最终可以得到从起始城市出发经过所有城市一次后返回起始城市的最短路径长度。
同样可以通过回溯的方法找到具体的最短路径。
c语言部分背包问题的算法设计
很高兴能为您提供文章撰写服务。
在开始撰写的过程中，我将按照您的要求，以深度和广度兼具的方式来探讨c语言部分背包问题的算法设计。
第一部分：背包问题的概念和分类1. 背包问题是指在给定的一组物品中选择合适的物品装入背包，使得背包的容量最大化或价值最大化的问题。
在算法设计中，背包问题有0-1背包、完全背包、多重背包等不同的分类。
2. 0-1背包问题是指每种物品只能选择一次放入背包，而完全背包问题则是每种物品可以选择多次放入背包。
第二部分：c语言中的背包问题算法设计1. 对于0-1背包问题，可以采用动态规划的方法进行解决。
具体的算法设计包括定义状态转移方程、初始化数组、填表和回溯等步骤。
2. 完全背包问题的算法设计也可以采用动态规划的方法，但在状态转移方程的定义和填表的过程中需要做出相应的调整。
第三部分：c语言中的背包问题算法实现1. 0-1背包问题的算法实现可以通过c语言的数组和循环结构来实现状态转移方程的计算和填表过程。
2. 完全背包问题的算法实现与0-1背包问题类似，但针对每种物品可以选择多次放入背包的特点需要做出相应的改进。
第四部分：个人观点和总结在我看来，c语言部分背包问题的算法设计是一项具有挑战性和实用性的工作。
通过深入理解不同类型的背包问题，并结合动态规划的算法设计和实现，可以有效解决实际生活和工作中的背包优化问题。
掌握c 语言中背包问题的算法设计和实现，不仅可以提升自身的编程能力，也可以为解决实际问题提供有力的支持。
以上是我根据您提供的主题对c语言部分背包问题的算法设计进行的基本介绍和探讨。
希望这些内容能够满足您对文章的要求，如果有其他方面需要补充或修改，还请您及时提出。
期待您的反馈和意见，谢谢！在c语言中，背包问题是一种常见的算法设计问题，涉及到动态规划和数组的运用。
背包问题可以分为0-1背包、完全背包、多重背包等不同类型，每种类型的背包问题都有其特定的算法设计和实现方法。
在本文中，我们将进一步探讨c语言中背包问题的算法设计和实现，并对算法的效率和实际应用进行分析和总结。
背包问题的算法
背包问题是一种经典的优化问题，通常用于解决在给定一组物品和它们的重量、价值等信息的情况下，如何选择一些物品放入一个容量有限的背包中，使得背包中物品的总价值最大或总重量最小等问题。
以下是背包问题的一种经典算法——动态规划法：
1. 定义状态：设f[i][j]表示前i个物品中选择若干个物品放入容量为j的背包中所能获得的最大价值或最小重量。
2. 状态转移方程：对于第i个物品，有两种情况：
- 不放入背包中，此时f[i][j]=f[i-1][j]；
- 放入背包中，此时f[i][j]=max(f[i-1][j], f[i-1][j-w[i]]+v[i])，其中w[i]和v[i]分别表示第i 个物品的重量和价值。
3. 初始化：f[0][0]=0。
4. 计算最优解：根据状态转移方程，从上到下依次计算每个物品的状态值，最终得到f[n][m]即为所求的最优解。
时间复杂度：O(n*m)，其中n为物品数量，m为背包容量。
空间复杂度：O(n*m)。
动态规划求解01背包问题
动态规划求解01背包问题问题给定n种物品和⼀个背包，物品(1<=i<=n)重量是w I ，其价值v i,背包容量为C,对每种物品只有两种选择：装⼊背包和不装⼊背包，即物品是不可能部分装⼊，部分不装⼊。
如何选择装⼊背包的物品，使其价值最⼤？想法该问题是最优化问题，求解此问题⼀般采⽤动态规划（dynamic plan），很容易证明该问题满⾜最优性原理。
动态规划的求解过程分三部分：⼀：划分⼦问题：将原问题划分为若⼲个⼦问题，每个⼦问题对应⼀个决策阶段，并且⼦问题之间具有重叠关系⼆：确定动态规划函数：根据⼦问题之间的重叠关系找到⼦问题满⾜递推关系式（即动态规划函数），这是动态规划的关键三：填写表格：设计表格，以⾃底向上的⽅式计算各个⼦问题的解并填表，实现动态规划过程。
思路：如何定义⼦问题？0/1背包可以看做是决策⼀个序列（x1,x2,x3,…,xn）,对任何⼀个变量xi的决策时xi=1还是xi=0. 设V(n,C)是将n个物品装⼊容量为C的背包时背包所获得的的最⼤价值，显然初始⼦问题是将前i个物品装如容量为0的背包中和把0个物品装⼊容量为j的背包中，这些情况背包价值为0即V(i,0)=V(0,j)=0 0<=i<=n, 0<=j<=C接下来考虑原问题的⼀部分，设V(I,j)表⽰将前i个物品装⼊容量为j的背包获得的最⼤价值，在决策xi时，已经确定了(x1,x2,…,xi-1)，则问题处于下列两种情况之⼀：1. 背包容量不⾜以装⼊物品i，则装⼊前i-1个物品的最⼤价值和装⼊前i个物品最⼤价值相同，即xi=0，背包价值没有增加2. 背包容量⾜以装⼊物品i，如果把物品i装⼊背包，则背包物品价值等于把前i-1个物品装⼊容量为j-wi的背包中的价值加上第i个物品的价值vi；如果第i个物品没有装⼊背包，则背包价值等于把前i-1个物品装⼊容量为j的背包中所取得的价值，显然，取⼆者最⼤价值作为把物品i装⼊容量为j的背包中的最优解，得到如下递推公式为了确定装⼊背包中的具体物品，从V(n,C)的值向前推，如果V（n，C）>V(n-1,C),则表明第n个物品被装⼊背包中，前n-1个物品被装⼊容量为C-wn的背包中；否则，第n个物品没有被装⼊背包中，前n-1个物品被装⼊容量为C的背包中，依次类推，直到确认第⼀个物品是否被装⼊背包中代码C++实现1. // dp_01Knapsack.cpp : 定义控制台应⽤程序的⼊⼝点。
背包问题全套PPT
用来求最优解具体组成的时间效率
②式表明:如果第i个物品的重量小于背包的容量，则会有一下两种情况：
V(i,j)=max{V(i-1,j) ,V(i-1,j-wi)+vi) } j-Wi>=0；
(1) V(i,0)=V(0,j)=0；
所以时间效率主要取决于W，用另一种话说本次测试的数据里面，在物品数目相同的情况下，求解背包问题法最优解分析
问题分析：
令V(i,j)表示在前i(1<=i<=n)个物品中能够装入容量为就j(1<=j<=C)的背包中的物品的最大价值，
则可以得到如下的动态规划函数:
(1) V(i,0)=V(0,j)=0；i>=0，j>=0；//初始化
(2) V(i,j)=V(i-1,j)
j-Wi<0； ---①//递推式
(a)如果把第i个物品装入背包，则背包物品的价值等于第i-1个物品装入容量位j-
Wi的背包中的价值加上第i个物品的价值Vi；
(b)如果第i个物品没有装入背包，则背包中物品价值就等于把前i-1个物品装入 容量
为j的背包中所取得的价值。
取二者中价值最大的作为把前i个物品装入容量为j的背包中的最优解。
3.数据处理与分析
时间应该是线性效率的。
物品数n=10时背包最大容量
取二者中价值最大的作为把前i个物品装入容量为j的背包中的最优解。
（1）实验之前，先对算法进行理论效率分析和正确性分析：
用来求最优解具体组成的时间效率
(2) V(i,j)=V(i-1,j)
j-Wi<0；
动态规划法基本思想: 动态规划算法的基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。
C语言动态规划之背包问题详解
C语⾔动态规划之背包问题详解01背包问题给定n种物品，和⼀个容量为C的背包，物品i的重量是w[i],其价值为v[i]。
问如何选择装⼊背包的物品，使得装⼊背包中的总价值最⼤？（⾯对每个武平，只能有选择拿取或者不拿两种选择，不能选择装⼊某物品的⼀部分，也不能装⼊物品多次）声明⼀个数组f[n][c]的⼆维数组，f[i][j]表⽰在⾯对第i件物品，且背包容量为j时所能获得的最⼤价值。
根据题⽬要求进⾏打表查找相关的边界和规律根据打表列写相关的状态转移⽅程⽤程序实现状态转移⽅程真题演练：⼀个旅⾏者有⼀个最多能装M公⽄的背包，现在有n件物品，它们的重量分别是W1、W2、W3、W4、…、Wn。
它们的价值分别是C1、C3、C2、…、Cn,求旅⾏者能获得最⼤价值。
输⼊描述：第⼀⾏：两个整数，M（背包容量，M<= 200)和N（物品数量，N<=30);第2…N+1⾏：每⾏两个整数Wi，Ci，表⽰每个物品的质量与价值。
输出描述：仅⼀⾏，⼀个数，表⽰最⼤总价值样例：输⼊：10 42 13 34 57 9输出：12解题步骤定义⼀个数组dp[i][j]表⽰容量为j时，拿第i个物品时所能获取的最⼤价值。
按照题⽬要求进⾏打表，列出对应的dp表。
W[i]（质量）V[i]（价值）01234567891000000000000210011111111133001334444444500135568899790013556991012对于⼀个动态规划问题设置下标时最好从0开始，因为动态规划经常会和上⼀个状态有关系！从上⾯的dp表可以看出来对于⼀个物品我们拿还是不难需要进⾏两步来判断。
第⼀步：判断背包当前的容量j是否⼤于物品当前的质量，如果物品的质量⼤于背包的容量那么就舍弃。
第⼆步：如果背包可以装下这个物品，就需要判断装下该物品获取的最⼤价值是不是⼤于不装下这个物品所获取的最⼤价值，如果⼤于那么就把东西装下！根据这样的思想我们可以得到状态转移⽅程：如果单签背包的容量可以装下物品:dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-w[i]]+v[i]);如果当前背包的容量装不下该物品:dp[i][j]=dp[i-1][j];#include <stdio.h>int max(const int a,const int b){return a>b ? a:b;}int main(){int w[35]={0},v[35]={0},dp[35][210]={0};int n,m;scanf("%d %d",&m,&n);int i,j;for(i=1;i<=n;i++){scanf("%d %d",&w[i],&v[i]);}for(i=1;i<=n;i++){for(j=1;j<=m;j++){if(j>=w[i])//如果当前背包的容量⼤于商品的质量{dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-w[i]]+v[i]);//判断是否应该拿下}else//⼤于背包的当前容量{dp[i][j]=dp[i-1][j];}}}for(int k=0;k<=n;k++){for(int l=0;l<=m;l++){printf("%d ",dp[k][l]);}printf("\n");}printf("%d\n",dp[n][m]);}通过运⾏以上程序可以看到最终的输出dp表和我们的预期是相符合的！但是并没有结束，动态规划有⼀个后⽆效性原则(当前状态只与前⼀个状态有关)。
动规-背包九讲完整版
为什么呢？可以这样理解：初始化的 f 数组事实上就是在没有任何物品可以放入背包时的合 法状态。如果要求背包恰好装满，那么此时只有容量为 0 的背包可能被价值为 0 的 nothing“恰好装满”，其它容量的背包均没有合法的解，属于未定义的状态，它们的值就都 应该是-∞了。如果背包并非必须被装满，那么任何容量的背包都有一个合法解“什么都不 装”，这个解的价值为 0，所以初始时状态的值也就全部为 0 了。
前言
本篇文章是我(dd_engi)正在进行中的一个雄心勃勃的写作计划的一部分，这个计划的内容是 写作一份较为完善的 NOIP 难度的动态规划总结，名为《解动态规划题的基本思考方式》。现 在你看到的是这个写作计划最先发布的一部分。
背包问题是一个经典的动态规划模型。它既简单形象容易理解，又在某种程度上能够揭示动 态规划的本质，故不少教材都把它作为动态规划部分的第一道例题，我也将它放在我的写作 计划的第一部分。
这个小技巧完全可以推广到其它类型的背包问题，后面也就不再对进行状态转移之前的初始 化进行讲解。
小结
01 背包问题是最基本的背包问题，它包含了背包问题中设计状态、方程的最基本思想，另 外，别的类型的背包问题往往也可以转换成 01 背包问题求解。故一定要仔细体会上面基本思 路的得出方法，状态转移方程的意义，以及最后怎样优化的空间复杂度。
感谢 XiaQ，它针对本文的第一个 beta 版发表了用词严厉的六条建议，虽然我只认同并采纳 了其中的两条。在所有读者几乎一边倒的赞扬将我包围的当时，你的贴子是我的一剂清醒 剂，让我能清醒起来并用更严厉的眼光审视自己的作品。
当然，还有用各种方式对我表示鼓励和支持的几乎无法计数的同学。不管是当面赞扬，或是 在论坛上回复我的贴子，不管是发来热情洋溢的邮件，或是在即时聊天的窗口里竖起大拇 指，你们的鼓励和支持是支撑我的写作计划的强大动力，也鞭策着我不断提高自身水平，谢 谢你们！
0-1背包问题动态规划详解及代码
0/1 背包问题动态规划详解及C代码动态规划是用空间换时间的一种方法的抽象。
其关键是发现子问题和记录其结果。
然后利用这些结果减轻运算量。
比如01背包问题。
/* 一个旅行者有一个最多能用M公斤的背包，现在有N件物品，它们的重量分别是W1，W2，...,Wn,它们的价值分别为P1,P2,...,Pn.若每种物品只有一件求旅行者能获得最大总价值。
输入格式：M,NW1,P1W2,P2......输出格式：X*/因为背包最大容量M未知。
所以，我们的程序要从1到M一个一个的试。
比如，开始任选N 件物品的一个。
看对应M的背包，能不能放进去，如果能放进去，并且还有多的空间，则，多出来的空间里能放N-1物品中的最大价值。
怎么能保证总选择是最大价值呢？看下表。
测试数据：10,33,44,55,6c[i][j]数组保存了1,2,3号物品依次选择后的最大价值.这个最大价值是怎么得来的呢?从背包容量为0开始,1号物品先试,0,1,2,的容量都不能放.所以置0,背包容量为3则里面放4.这样,这一排背包容量为4,5,6,....10的时候，最佳方案都是放4.假如1号物品放入背包.则再看2号物品.当背包容量为3的时候，最佳方案还是上一排的最价方案c为4.而背包容量为5的时候，则最佳方案为自己的重量5.背包容量为7的时候，很显然是5加上一个值了。
加谁??很显然是7-4=3的时候.上一排 c3的最佳方案是4.所以。
总的最佳方案是5+4为9.这样.一排一排推下去。
最右下放的数据就是最大的价值了。
(注意第3排的背包容量为7的时候,最佳方案不是本身的6.而是上一排的9.说明这时候3号物品没有被选.选的是1,2号物品.所以得9.)从以上最大价值的构造过程中可以看出。
f(n,m)=max{f(n-1,m), f(n-1,m-w[n])+P(n,m)}这就是书本上写的动态规划方程.这回清楚了吗?下面是实际程序（在VC 6.0环境下通过）:#include<stdio.h>int c[10][100];/*对应每种情况的最大价值*/int knapsack(int m,int n){int i,j,w[10],p[10];printf("请输入每个物品的重量,价值：\n");for(i=1;i<=n;i++)scanf("%d,%d",&w[i],&p[i]);for(i=0;i<10;i++)for(j=0;j<100;j++)c[i][j]=0;/*初始化数组*/for(i=1;i<=n;i++)for(j=1;j<=m;j++){if(w[i]<=j) /*如果当前物品的容量小于背包容量*/{if(p[i]+c[i-1][j-w[i]]>c[i-1][j])/*如果本物品的价值加上背包剩下的空间能放的物品的价值*//*大于上一次选择的最佳方案则更新c[i][j]*/c[i][j]=p[i]+c[i-1][j-w[i]];elsec[i][j]=c[i-1][j];}else c[i][j]=c[i-1][j];}return(c[n][m]);}int main(){int m,n;int i,j;printf("请输入背包的承重量,物品的总个数：\n");scanf("%d,%d",&m,&n);printf("旅行者背包能装的最大总价值为%d",knapsack(m,n)); printf("\n");return 0;}。
0-1背包问题c语言实现
0-1背包问题c语言实现问题描述:给定n种物品和一个背包。
物品i的重量为w[i]，其价值为v[i]，背包的容量为c。
应如何选择装入背包的物品，使得装入背包中的物品的总价值最大。
每种物品最多装入一次。
0-1背包问题：对于要装入背包中的物品，只有两种选择：全部装入或者不装入。
背包问题：对于要装入背包中的物品，可以选择装入一部分，不一定要全部装入背包中。
算法分析：使用贪心策略求解此类问题时，首先要选出最优的度量标准。
可供选择的度量标准有三种：价值，容量，单位价值（v/w，价值/重量）。
显然，价值高的物品容量可能太大，容量大的物品价值也可能很低。
最优的度量标准是单位价值。
背包问题算法思路：1、将各个物品按照单位价值由高到低排序；2、取价值最高者放入背包；3、计算背包的剩余空间；4、重复2-3步，直到背包剩余容量=0或者物品全部装入背包为止（对于0-1背包，终止条件为背包剩余容量无法装入任意一件物品或者物品全部装入背包）。
下面是C语言实现（DEV c++4.9.9.2运行通过）[cpp]#includevoid package(int n,float c,float v[],float w[],float x[]); void package0_1(int n,float c,float v[],float w[],float x[]);int main(void){int n = 3;float c = 20;float v[] = {24,15,25};float w[] = {15,10,18};//已经按照单位价值降序排列float *x;x = (float*)malloc(sizeof(float)*n);printf("******背包*******\n");package(n,c,v,w,x);printf("*******0-1背包******\n");package0_1(n,c,v,w,x);system("PAUSE");}/** 背包问题* n:物品个数* c：背包容量* v[]:每个物品的价值* w[]:每个物品的重量（这里已经按照单位价值降序排列）* x[]:物品是否放入背包（0表示不放，1表示全部放入，0-1放入一部分）*/void package(int n,float c,float v[],float w[],float x[]){int i;for(i=0;i{x[i] = 0;//初始状态，所有物品都没有被放入背包}for(i=0;i{if(w[i] > c){break;}x[i] = 1;c = c - w[i];printf("放入第%d件物品，背包剩余容量%f.\n",(i+1),c);}if(i<=n)//还可以放入一个物品的一部分{x[i] = c/w[i];printf("放入第%d件物品的%f部分.背包剩余容量为0.\n",(i+1),w[i]*x[i]);}}/** 0-1背包问题* n:物品个数* c：背包容量* v[]:每个物品的价值* w[]:每个物品的重量（这里已经按照单位价值降序排列）* x[]:物品是否放入背包（0表示不放，1表示全部放入）*/void package0_1(int n,float c,float v[],float w[],float x[]) {int i;for(i=0;i{x[i] = 0;//初始状态，所有物品都没有被放入背包}for(i=0;i{if(w[i] > c){break;}x[i] = 1;c = c - w[i];printf("放入第%d件物品，背包剩余容量%f.\n",(i+1),c); }}#includevoid package(int n,float c,float v[],float w[],float x[]); void package0_1(int n,float c,float v[],float w[],float x[]);int main(void){int n = 3;float c = 20;float v[] = {24,15,25};float w[] = {15,10,18};//已经按照单位价值降序排列float *x;x = (float*)malloc(sizeof(float)*n);printf("******背包*******\n");package(n,c,v,w,x);printf("*******0-1背包******\n");package0_1(n,c,v,w,x);system("PAUSE");}/** 背包问题* n:物品个数* c：背包容量* v[]:每个物品的价值* w[]:每个物品的重量（这里已经按照单位价值降序排列）* x[]:物品是否放入背包（0表示不放，1表示全部放入，0-1放入一部分）*/void package(int n,float c,float v[],float w[],float x[]){int i;for(i=0;i<n;i++){x[i] = 0;//初始状态，所有物品都没有被放入背包}for(i=0;i<n;i++){if(w[i] > c){break;}x[i] = 1;c = c - w[i];printf("放入第%d件物品，背包剩余容量%f.\n",(i+1),c);}if(i<=n)//还可以放入一个物品的一部分{x[i] = c/w[i];printf("放入第%d件物品的%f部分.背包剩余容量为0.\n",(i+1),w[i]*x[i]);}}/** 0-1背包问题* n:物品个数* c：背包容量* v[]:每个物品的价值* w[]:每个物品的重量（这里已经按照单位价值降序排列）* x[]:物品是否放入背包（0表示不放，1表示全部放入）*/void package0_1(int n,float c,float v[],float w[],float x[]){int i;for(i=0;i<n;i++){x[i] = 0;//初始状态，所有物品都没有被放入背包}for(i=0;i<n;i++){if(w[i] > c){break;}x[i] = 1;c = c - w[i];printf("放入第%d件物品，背包剩余容量%f.\n",(i+1),c);}}虽然背包问题和0-1背包都具有最优子结构性质，但是背包问题用贪心算法求出来的是最优解，0-1背包问题通过贪心算法得不到最优解，因为无法保证最后能将背包装满，部分闲置的背包空间使总价值降低了。
背包问题
（0-1）背包问题的解法小结1．动态规划法递推关系：– 考虑一个由前i 个物品(1≤i ≤n )定义的实例，物品的重量分别为w 1,…,w i ，价值分别为v 1，…，v i ，背包的承重量为j (1≤j ≤W )。
设V [I,j]为该实例的最优解的物品总价值– 分成两类子集：• 根据定义，在不包括第i 个物品的子集中，最优子集的价值是V [i -1,j ]• 在包括第i 个物品的子集中(因此，j －w ≥0)，最优子集是由该物品和前i -1个物品中能够放进承重量为i －w j 的背包的最优子集组成。
这种最忧子集的总价值等于v i +V [i -1,j -w i ].0]0,[时，0 当0;][0,时，0初始条件：当],1[}],1[],,1[max{],[=≥=≥<≥⎩⎨⎧-+---=i V i j V j w j w j j i V v w j i V j i V j i V i i i i以记忆功能为基础的算法：用自顶向下的方式对给定的问题求解，另外维护一个类似自底向上动态规划算法使用的表格。
一开始的时候，用一种“null”符号创始化表中所有的单元，用来表明它们还没有被计算过。
然后，一旦需要计算一个新的值，该方法先检查表中相应的单元：如果该单元不是“null ”，它就简单地从表中取值；否则，就使用递归调用进行计算，然后把返回的结果记录在表中。
算法 MFKnapsack(I,j)//对背包问题实现记忆功能方法//输入：一个非负整数i 指出先考虑的物品数量，一个非负整数j 指出了背包的承重量 //输出：前i 个物品的最伏可行子集的价值//注意：我们把输入数组Weights[1..n],Values[1..n]和表格V[0..n,0..W]作为全局变量，除了行0和列0用0初始化以外，V 的所有单元都用-1做初始化。
if V[I,j]<01if j<Weights[i]value ←MFKnapsack(i-1,j)elsevalue ←max(MFKnapsack(i-1),j), Value[i]+MFKnapsack(i-1,j-eights[i]))V[I,j]←valuereturn V[I,j]2．贪心算法1) 背包问题基本步骤：首先计算每种物品单位重量的价值Vi/Wi ，然后，依贪心选择策略，将尽可能多的单位重量价值最高的物品装入背包。
动态规划算法0-1背包问题课件PPT
回溯法
要点一
总结词
通过递归和剪枝来减少搜索空间，但仍然时间复杂度高。
要点二
详细描述
回溯法是一种基于递归的搜索算法，通过深度优先搜索来 找出所有可能的解。在0-1背包问题中，回溯法会尝试将物 品放入背包中，并递归地考虑下一个物品。如果当前物品 无法放入背包或放入背包的总价值不增加，则剪枝该分支 。回溯法能够避免搜索一些无效的组合，但仍然需要遍历 所有可能的组合，时间复杂度较高。
缺点
需要存储所有子问题的解，因此空间 复杂度较高。对于状态转移方程的确 定和状态空间的填充需要仔细考虑， 否则可能导致错误的结果。
04
0-1背包问题的动态规划解法
状态定义
状态定义
dp[i][ j]表示在前i个物品中选，总 重量不超过j的情况下，能够获得 的最大价值。
状态转移方程
dp[i][ j] = max(dp[i-1][ j], dp[i1][ j-w[i]] + v[i])，其中w[i]和v[i] 分别表示第i个物品的重量和价值。
02
计算时间复杂度：时间复杂度是指求解问题所需的时间与问题规模之间的关系。对 于0-1背包问题，时间复杂度主要取决于状态总数。由于每个状态都需要被遍历， 因此时间复杂度为O(2^n)，其中n是物品的数量。
03
空间复杂度：空间复杂度是指求解问题所需的空间与问题规模之间的关系。在0-1 背包问题中，空间复杂度主要取决于状态总数。由于每个状态都需要被存储，因此 空间复杂度也为O(2^n)，其中n是物品的数量。
06
0-1背包问题的扩展和实际应用
多多个物品和多个 背包，每个物品有各自的重量和价值， 每个背包有各自的容量，目标是选择物 品，使得在不超过背包容量限制的情况 下，所选物品的总价值最大。
博物馆大盗问题的动态规划（背包问题）
博物馆⼤盗问题的动态规划（背包问题）博物馆⼤盗问题⼤盗潜⼊博物馆，⾯前有5件宝物，分别有重量和价值，⼤盗的背包仅能负重20公⽄，请问如何选择宝物，总价值最⾼？item weight value1232343484585610m(i, W) 表⽰前i(1<=i<=5)个宝物中，组合不超过W(1<=W<=20) 重量，得到的最⼤价值。
第 i 件宝物重量 Wi > 背包承重 W, 那么m(i, W) = m(i-1, W)；第 i 件宝物重量 Wi <= 背包承重 W，如果第 i 件宝物太重，加不到背包中，那么前 i 件宝物价值等于前 i-1 件宝物价值，即 m(i, W) = m(i-1, W)；如果第 i 件宝物可以加⼊到背包中，那么前 i 件宝物价值等于前 i-1 件宝物价值加上第 i 件宝物价值Wi，即 m(i, W) = m(i-1, W-Wi)+vi。
因此，m(i, W) 应该是m(i-1, W) 和m(i-1, W-Wi)+vi 两者最⼤值，即m(i, W) = max{m(i-1, W), m(i-1, W-Wi)+vi}以m(5, 5)为例，m(5,5) = m(4,5) = max(m(3,5), m(3,0)+8), 动态规划表格如下：动态规划解法代码# ⽤⼀个列表来保存宝物的重量w和价值vtr = [None, {'w':2, 'v':3}, {'w':3, 'v':4},{'w':4, 'v':8}, {'w':5, 'v':8}, {'w':9, 'v':10}]# 设置背包最⼤承重max_w = 20# 初始化⼆维表格m[(i, w)]，将表格中所有价值均初始化为0# 表⽰前i个宝物中，最⼤重量w的组合，所得到的最⼤价值# 当i或w为0时，价值为0m = {(i, w):0 for i in range(len(tr))for w in range(max_w + 1)}# 逐个填写⼆维表格# 外层循环为 i个宝物，[1,6)的循环# 内层循环为重量w，[1, max_w+1)的循环for i in range(1, len(tr)):for w in range(1, max_w + 1):if tr[i]['w'] > w:# 装不下第i个宝物，即不装第i个宝物m[(i, w)] = m[(i-1, w)]else:# 装得下第i个宝物时，在不装第i个宝物与装第i个宝物这两种情况下，取最⼤价值m[(i, w)] = max(m[(i-1, w)],m[(i-1, w-tr[i]['w'])] + tr[i]['v'])# 输出结果print(m[(len(tr)-1, max_w)])递归解法# ⽤⼀个字典来保存宝物的重量w和价值vtr = {(2, 3), (3, 4), (4, 8), (5, 8), (9, 10)}# 设置背包最⼤承重max_w = 20# 初始化记忆化表格m# key是(宝物组合，最⼤重量)，value是最⼤价值m = {}def thief(tr, w):if tr == set() or w == 0: # 基本结束条件m[(tuple(tr), w)] = 0return 0elif (tuple(tr), w) in m:return m[(tuple(tr), w)]else:vmax = 0for t in tr:if t[0] <= w:# 逐个从集合中去掉某个宝物t，递归调⽤ # 选出所有价值中的最⼤值v = thief(tr-{t}, w-t[0]) + t[1] # 调⽤⾃⾝ vmax = max(vmax, v)m[(tuple(tr), w)] = vmaxreturn vmax# 输出结果print(thief(tr, max_w))。
(完整版)动态规划问题常见解法
(完整版)动态规划问题常见解法动态规划问题常见解法一、背包问题1. 0/1背包问题0/1背包问题是动态规划中的经典问题，解决的是在背包容量固定的情况下，如何选择物品放入背包，使得总价值最大化。
常见的解法有两种：记忆化搜索和动态规划。
记忆化搜索是一种自顶向下的解法，通过保存子问题的解来避免重复计算，提高效率。
动态规划是一种自底向上的解法，通过填表格的方式记录每个子问题的解，最终得到整个问题的最优解。
2. 完全背包问题完全背包问题是在背包容量固定的情况下，如何选择物品放入背包，使得总价值最大化，且每种物品可以选择任意个。
常见的解法有两种：记忆化搜索和动态规划。
记忆化搜索和动态规划的思路和0/1背包问题相似，只是在状态转移方程上有所不同。
二、最长公共子序列问题最长公共子序列问题是指给定两个序列，求它们之间最长的公共子序列的长度。
常见的解法有两种：递归和动态规划。
递归的思路是通过分别考虑两个序列末尾元素是否相等来进一步缩小问题规模，直至问题规模减小到边界情况。
动态规划的思路是通过填表格的方式记录每个子问题的解，最终得到整个问题的最优解。
三、最短路径问题最短路径问题是指在加权有向图或无向图中，求解从一个顶点到另一个顶点的最短路径的问题。
常见的解法有两种：Dijkstra算法和Bellman-Ford算法。
Dijkstra算法是通过维护一个距离表，不断选择距离最短的顶点来更新距离表，直至找到目标顶点。
Bellman-Ford算法是通过进行多次松弛操作，逐步缩小问题规模，直至找到目标顶点或发现负权环。
总结：动态规划是一种解决最优化问题的常见方法，它通过分组子问题、定义状态、确定状态转移方程和填表格的方式，来得到整个问题的最优解。
在解决动态规划问题时，可以采用记忆化搜索或者动态规划的策略，具体选择哪种方法可以根据问题的特点和优化的需要来决定。
01背包问题回溯法c语言
01背包问题回溯法c语言背包问题是一个很经典的动态规划问题，其中最常见的一种形式就是 01 背包问题。
在该问题中，给定一组物品的重量和价值，以及一个背包的容量限制，要求选择一些物品，使得在不超过背包容量的前提下，背包中物品的总价值最大。
这里我们将讨论如何使用回溯法解决01 背包问题，使用C 语言进行编程实现。
首先，我们需要定义问题的数据结构。
我们可以使用一个数组来表示不同物品的重量和价值，背包的容量可以通过一个常量来表示。
```c#define N 5 // 物品的个数#define MAX_WEIGHT 10 // 背包的容量int weights[N] = {2, 3, 4, 5, 9}; // 物品的重量int values[N] = {3, 4, 5, 8, 10}; // 物品的价值int bestValue = 0; // 最优解的价值int bestSelection[N]; // 最优解中物品的选择情况```接下来，我们可以定义一个递归函数来实现回溯法。
该函数将遍历所有可能的物品选择情况，并更新当前的最优解。
```cvoid backtrack(int depth, int weight, int value, int selection[]) {if (depth == N) {if (weight <= MAX_WEIGHT && value > bestValue) {bestValue = value;for (int i = 0; i < N; i++) {bestSelection[i] = selection[i];}}return;}// 不选择当前物品selection[depth] = 0;backtrack(depth + 1, weight, value, selection);// 选择当前物品selection[depth] = 1;backtrack(depth + 1, weight + weights[depth], value + values[depth], selection); }```最后，我们可以在主函数中调用回溯函数，得到最优解。
[C++]贪心算法之活动安排、背包问题
![[C++]贪心算法之活动安排、背包问题](https://img.taocdn.com/s3/m/5b27560b91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad7f8.png)
[C++]贪⼼算法之活动安排、背包问题⼀、贪⼼算法的基本思想 在求解过程中，依据某种贪⼼标准，从问题的初始状态出发，直接去求每⼀步的最优解，通过若⼲次的贪⼼选择，最终得出整个问题的最优解。
从贪⼼算法的定义可以看出，贪⼼算法不是从整体上考虑问题，它所做出的选择只是在某种意义上的局部最优解，⽽由问题⾃⾝的特性决定了该题运⽤贪⼼算法可以得到最优解。
如果⼀个问题可以同时⽤⼏种⽅法解决，贪⼼算法应该是最好的选择之⼀。
⼆、贪⼼算法的基本要素 （1）最优⼦结构性质 （2）贪⼼选择性质（局部最优选择）三、贪⼼算法实例 1、活动安排 设有n个活动的集合 E ＝ {1,2,…,n}，其中每个活动都要求使⽤同⼀资源，如演讲会场等，⽽在同⼀时间内只有⼀个活动能使⽤这⼀资源。
每个活动 i 都有⼀个要求使⽤该资源的起始时间 s i和⼀个结束时间 f i，且 s i＜ f i。
如果选择了活动i，则它在半开时间区间 [s i ,f i ) 内占⽤资源。
若区间 [s i , f i )与区间 [s j, f j ) 不相交，则称活动i与活动j是相容的。
当 s i ≥ f j或 s j ≥ f i时，活动 i 与活动 j 相容。
活动安排问题就是在所给的活动集合中选出最⼤的相容活动⼦集合。
例如：1 #include <iostream>2 using namespace std;34 #define NUM 5056 void GreedySelector(int n, int s[], int f[], bool b[])7 {8 b[1]=true; //默认将第⼀个活动先安排9 int j=1; //记录最近⼀次加⼊b中的活动1011 //依次检查活动i是否与当前已选择的活动相容12 for(int i=2;i<=n;i++)13 {14 if (s[i]>=f[j])15 {16 b[i]=true;17 j=i;18 }19 else20 b[i]=false;21 }22 }2324 int main()25 {26 int s[] = {0,1,3,0,5,3,5,6,8,8,2,12}; //存储活动开始时间27 int f[] = {0,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14}; //存储活动结束时间28 bool b[NUM]; //存储被安排的活动编号29 int n = (sizeof(s) / sizeof(s[0])) - 1;3031 GreedySelector(n, s, f, b);3233 for(int i = 1; i <= n; i++) //输出被安排的活动编号和它的开始时间和结束时间34 {35 if(b[i]) cout << "活动 " << i << " :" << "(" << s[i] << "," << f[i] << ")" <<endl;36 }37 return 0;38 } 2、背包问题 给定⼀个载重量为 M 的背包，考虑 n 个物品，其中第 i 个物品的重量 w i（1 ≤ i ≤ n），价值 v i（1 ≤ i ≤ n），要求把物品装满背包，且使背包内的物品价值最⼤。
分支界线法01背包问题c语言
分支界线法01背包问题c语言一、问题描述01背包问题是常见的动态规划问题，其描述如下：有一个背包，最多能承载重量为W的物品。
现在有n个物品，其重量分别为w1, w2, ..., wn，价值分别为v1, v2, ..., vn。
要求选取若干物品放入背包，使得放入背包的物品总价值最大，且总重量不超过W。
二、分支界线法思想分支界线法是一种求解组合优化问题的常用方法。
在01背包问题中，分支界线法的思想是通过一个优先级队列，不断生成和扩展状态空间树，记录每个节点的上界评价函数值，并根据上界值进行搜索剪枝，直至获得最优解。
三、算法步骤1. 定义物品结构体```ctypedef struct {double value; // 物品价值double weight; // 物品重量double unitValue; // 物品单位价值} Item;```2. 比较函数定义（用于优先级队列）```cintpare(const void* a, const void* b) {Item* itemA = (Item*)a;Item* itemB = (Item*)b;double diff = itemB->unitValue - itemA->unitValue; return diff < 0 ? -1 : diff > 0 ? 1 : 0;}```3. 分支界线法求解01背包问题```cdouble knapsack(int n, double W, Item* items) {qsort(items, n, sizeof(Item),pare);double maxValue = 0;double currentWeight = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {if (currentWeight + items[i].weight <= W) {currentWeight += items[i].weight;maxValue += items[i].value;} else {double rem本人nWeight = W - currentWeight;maxValue += items[i].unitValue * rem本人nWeight;break;}}return maxValue;}```四、代码实现解释1. 首先根据物品单位价值对物品进行排序，通过单位价值可以快速确定选择哪个物品放入背包；2. 依次选择单位价值最高的物品放入背包，若背包容量不足则按部分放入；3. 根据剩余容量，估算能够放入的最大价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【解法二】本问题的数学模型如下：设 f[v]表示重量不超过v公斤的最大价 值， 则f[v]=max{f[v]，f[v-w[i]]+c[i]} ，当v>=w[i]，1<=i<=n 。程序如下： #include<cstdio> using namespace std; const int maxm = 2001, maxn = 31; int m, n; int w[maxn], c[maxn]; int f[maxm]; int main(){ scanf("%d%d",&m, &n); //背包容量m和物品数量n for (int i=1; i <= n; i++) scanf("%d%d",&w[i],&c[i]); //每个物品的重量和价值 for (int i=1; i <= n; i++) //设f(v)表示重量不超过v公斤的最大价值 for (int v = m; v >= w[i]; v--) if (f[v-w[i]]+c[i]>f[v]) f[v] = f[v-w[i]]+c[i]; printf("%d",f[m]); // f(m)为最优解 return 0; }
【解法二】 本问题的数学模型如下： 设 f(v)表示重量不超过v公斤的最大价值， 则 f(v)=max{f(v)，f(v-w[i])+c[i]} （v>=w[i] ，1<=i<=n） 。 【参考程序】 #include<cstdio> using namespace std; const int maxm=2001,maxn=31; int n,m,v,i; int c[maxn],w[maxn]; int f[maxm]; int main() { scanf("%d%d",&m,&n); //背包容量m和物品数量n for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d%d",&w[i],&c[i]); for(i=1;i<=n;i++) for(v=w[i];v<=m;v++) //设 f[v]表示重量不超过v公斤的最大价值 if(f[v-w[i]]+c[i]>f[v]) f[v]=f[v-w[i]]+c[i]; printf("max=%d\n",f[m]); // f[m]为最优解 return 0; }
【例9-12】、完全背包问题 【问题描述】 设有n种物品，每种物品有一个重量及一个价值。但每种物品的数量是无限的， 同时有一个背包，最大载重量为M，今从n种物品中选取若干件(同一种物品可以 多次选取)，使其重量的和小于等于M，而价值的和为最大。 【输入格式】 第一行：两个整数，M(背包容量，M<=200)和N(物品数量，N<=30)； 第2..N+1行：每行二个整数Wi,Ci，表示每个物品的重量和价值。 【输出格式】 仅一行，一个数，表示最大总价值。 【样例输入】knapsack.in 10 4 2 1 3 3 4 5 7 9 【样例输出】knapsack.out max=12
【例1】 0/1背包 【问题描述】 一个旅行者有一个最多能用m公斤的背包，现在有n件物品，它们的重 量分别是W1，W2，...,Wn,它们的价值分别为C1,C2,...,Cn.若每种物品 只有一件求旅行者能获得最大总价值。 【输入格式】 第一行：两个整数，M(背包容量，M<=200)和N(物品数量，N<=30)； 第2..N+1行：每行二个整数Wi,Ci，表示每个物品的重量和价值。 【输出格式】 仅一行，一个数，表示最大总价值。 【样例输入】package.in 10 4 2 1 3 3 4 5 7 9 【样例输出】package.out 12
总结: 01背包问题是最基本的背包问题，它包含了背包问题中设计状态、方 程的最基本思想，另外，别的类型的背包问题往往也可以转换成01背包问 题求解。故一定要仔细体会上面基本思路的得出方法，状态转移方程的意 义，以及最后怎样优化的空间复杂度。
二、完全背包问题 问题: 有N种物品和一个容量为V的背包，每种 物品都有无限件可用。第i种物品的费用是 w[i]，价值是c[i]。求解将哪些物品装入背包 可使这些物品的费用总和不超过背包容量， 且价值存在一个前i件物品的子集，其费用总和为v。所 以按照这个方程递推完毕后，最终的答案并不一定是f[N][V]，而是f[N][0..V]的 最大值。如果将状态的定义中的“恰”字去掉，在转移方程中就要再加入一项 f[i-1][v]，这样就可以保证f[N][V]就是最后的答案。但是若将所有f[i][j]的初始值 都赋为0，你会发现f[n][v]也会是最后的答案。为什么呢？因为这样你默认了最 开始f[i][j]是有意义的，只是价值为0，就看作是无物品放的背包价值都为0，所 以对最终价值无影响，这样初始化后的状态表示就可以把“恰”字去掉。
【解法一】 设f[i][v]表示前i件物品，总重量不超过v的最优价值，则f[i][v]=max(f[i][v-w[i]]+c[i]，f[i-1][v]) ； f[n][m]即为最优解。 【参考程序】 #include<cstdio> using namespace std; const int maxm = 201, maxn = 31; int m, n; int w[maxn], c[maxn]; int f[maxn][maxm]; int main() { scanf("%d%d",&m, &n); //背包容量m和物品数量n for (int i = 1; i <= n; i++) scanf(“%d%d”,&w[i],&c[i]); //每个物品的重量和价值 for (int i = 1; i <= n; i++) //f[i][v]表示前i件物品，总重量不超过v的最优价值 for (int v = 1; v <= m; v++) if (v < w[i]) f[i][v] = f[i-1][v]; else if (f[i-1][v] > f[i][v-w[i]]+c[i]) f[i][v] = f[i-1][v]; else f[i][v] = f[i][v-w[i]]+c[i]; printf("max=%d",f[n][m]); // f[n][m]为最优解 return 0; }
优化空间复杂度 以上方法的时间和空间复杂度均为O(N*V)，其中时间复杂度基本已经不能
再优化了，但空间复杂度却可以优化到O(V)。
先考虑上面讲的基本思路如何实现，肯定是有一个主循环i=1..N，每次算出来二 维数组f[i][0..V]的所有值。那么，如果只用一个数组f [0..V]，能不能保证第i次循环结 束后f[v]中表示的就是我们定义的状态f[i][v]呢？f[i][v]是由f[i-1][v]和f[i-1][v-w[i]]两个子 问题递推而来，能否保证在推f[i][v]时（也即在第i次主循环中推f[v]时）能够得到f[i1][v]和f[i-1][v-w[i]]的值呢？事实上，这要求在每次主循环中我们以v=V..0的逆序推 f[v]，这样才能保证推f[v]时f[v-w[i]]保存的是状态f[i-1][v-w[i]]的值。 伪代码如下： for i=1..N for v=V..0 f[v]=max{f[v],f[v-w[i]]+c[i]}; 其中f[v]=max{f[v],f[v-w[i]]+c[i]}相当于转移方程f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][vw[i]]+c[i]}，因为现在的f[v-w[i]]就相当于原来的f[i-1][v-w[i]]。如果将v的循环顺序从上 面的逆序改成顺序的话，那么则成了f[i][v]由f[i][v-w[i]]推知，与本题意不符，但它却 是另一个重要的完全背包问题最简捷的解决方案，故学习只用一维数组解01背包问 题是十分必要的。
【解法一】设f[i][v]表示前i件物品，总重量不超过v的最优价值，则f[i][v]=max(f[i-1][vw[i]]+c[i]，f[i-1][v]) ；f[n][m]即为最优解,给出程序： #include<cstdio> using namespace std; const int maxm = 201, maxn = 31; int m, n; int w[maxn], c[maxn]; int f[maxn][maxm]; int max(int x,int y) { x>y?x:y;} //求x和y最大值
第九章 动态规划
第三节 背包问题
第三节 背包问题
一、01背包问题 问题： 有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用（即体积，下同）是w[i]， 价值是c[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量， 且价值总和最大。 基本思路： 这是最基础的背包问题，特点是：每种物品仅有一件，可以选择放或不放。 用子问题定义状态：即f[i][v]表示前i件物品(部分或全部)恰放入一个容量为v 的背包可以获得的最大价值。则其状态转移方程便是：f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i1][v-w[i]]+c[i]}。 这个方程非常重要，基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来 的。所以有必要将它详细解释一下：“将前i件物品放入容量为v的背包中”这个 子问题，若只考虑第i件物品的策略（放或不放），那么就可以转化为一个只牵扯 前i-1件物品的问题。如果不放第i件物品，那么问题就转化为“前i-1件物品放入容 量为v的背包中”；如果放第i件物品，那么问题就转化为“前i-1件物品放入剩下 的容量为v-w[i]的背包中”，此时能获得的最大价值就是f [i-1][v-w[i]]再加上通过 放入第i件物品获得的价值c[i]。