完全背包的逻辑分析

发布于:2022-12-15 ⋅ 阅读:(218) ⋅ 点赞:(0)

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题目描述

样例

 

题目解析

代码

朴素版本

优化版本

朴素版本和优化版本的区别


题目链接:3. 完全背包问题 - AcWing题库

题目描述

有 N 种物品和一个容量是 V 的背包,每种物品都有无限件可用。

第 i 种物品的体积是 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。

输入格式

第一行两个整数,N,V用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。

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 种物品的体积和价值。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V≤1000
0<vi,wi≤1000

样例

输入样例

4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出样例:

10

 

题目解析

在循环到第 i 件物品时,我们可分为不选,选1,2,……,k-1,k个,此时k * v [ i ] <= j ,所以我们只需在01背包的基础上再加一层循环即可 。

 原本的状态转移方程是f [ i , j ] = max( f [ i - 1 , j ] , f [ i - 1 , j - v [ i ] ] + w [ i ] , f [ i - 1 , j - k * v [ i ] ] + k * w [ i ]  )

而由上图可以看出 f [ i , j ] = max( f [ i - 1 , j ] , f [ i , j - v [ i ] ] ),这是由数学替换得到的公式,我们也可以直接理解,因为有无限个物品,我们在划分集合时可以划分为选择这种物品或者不选择这种物品,不选时为f [ i - 1 , j ] ,但是选择时由于有无限个,所以我们应该在f [ i , j - v [ i ] ] 的基础上进行更新,因为在此之前可能最优解已经选过了很多这种物品,如果再用01背包中的 f [ i - 1 , j - v [ i ] ],这个式子的意思是我们只会选择一种这种物品,但其实由无限个可以拿,所以应该在上一次拿过的基础上再拿。

代码

朴素版本

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>

using namespace std;

const int N=1e4+10;
int f[N][N],v[N],w[N];
int V,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]) f[i][j]=max(f[i][j],f[i][j-v[i]]+w[i]);
        }
        
    cout<<f[n][V]<<endl;
    
    return 0;
}

优化版本

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>

using namespace std;

const int N=1e4+10;
int f[N],v[N],w[N];
int V,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[i];j<=V;j++){
            f[j]=max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);
        }
        
    cout<<f[V]<<endl;
    
    return 0;
}

朴素版本和优化版本的区别

1.优化版本中体积的循环只能从小向大,而朴素版本的体积循环都可以;

2.朴素版本的体积循环一定要从零开始(假设从小到大),但是优化版本可只从v [ i ] 开始即可。


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