01 背包问题(c++)

发布于:2024-05-14 ⋅ 阅读:(148) ⋅ 点赞:(0)

01 背包问题

当前有 N 件物品和一个容积为 V 的背包。已知第 i 件物品的体积是 ci​,价值是 wi​。

由于每种物品 有且仅有一件,并且 体积不可分割,因此只能选择放或不放,我们称之为 01 背包问题。

现在需要选出若干件物品,在它们的体积之和不超过 V 的条件下,使得价值总和尽可能大

对于每个物品是否要装入背包,我们自然可以进行暴力枚举或搜索,但是如果要暴力地去做,那么时间复杂度会非常的高,这时候需要一种更优的算法——动态规划。

对于 01 背包,先确定这个问题的状态。

  • 共有 N 个物品,背包总容量为 V,那么可以根据物品和容量来确定一个状态。

  • 前 i 个物品,放在背包里,体积之和不超过 j 的前提下,所获得的最大价值为 dp[i][j]。

是否将第 i 个物品装入背包中,就是决策。

  • 当容量小于第 i 个物品的体积时,我们无法将其放入背包。

  • 为了使价值最大化,如果第 i 个物品放入背包后,总体积不超过限制且总价值比之前要大,那么就将第 i 个物品放入背包。

根据这个逻辑写出转移方程:

当 j<ci​ 时, dp[i][j]=dp[i−1][j]

当 ci​≤j≤V 时, dp[i][j]=max(dp[i−1][j],dp[i−1][j−ci​]+wi​)

核心代码:

for (int i = 1; i <= N; ++i) {
    for (int j = 0; j <= V; ++j) {
        if(j >= c[i]) {
            dp[i][j] = max(dp[i - 1][j - c[i]] + w[i], dp[i - 1][j]);
        } else {
            dp[i][j] = dp[i - 1][j];
        }
    }
}

时间上是两重循环,时间复杂度为O(NV)。

空间是二维的,空间复杂度也为O(NV)。

完整代码:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

int dp[21][1010];
int w[21], c[21];
int main() {
    int N, V;
    cin >> N >> V;
    for (int i = 1; i <= N; i++) {
        cin >> w[i] >> c[i];
    }
    for (int i = 1; i <= N; i++) {
        for (int j = 0; j <= V; j++) {
            if (j >= c[i]) {
                dp[i][j] = max(dp[i - 1][j - c[i]] + w[i], dp[i - 1][j]);
            } else {
                dp[i][j] = dp[i - 1][j];
            }
        }
    }
    cout << dp[N][V] << endl;
    return 0;
}


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