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背包问题详解

来源:程军康|编辑日期:2009-09-27 10:41:16|点击数: |发布:55

0/1背包问题:
M件物品取出若干件放在空间为W的背包里,每件物品的重量为W1W·2……Wn,与之相对应的价值为P1,P2……Pn。求出获得最大价值的方案。
注意:在本题中,所有的重量值均为整数。

[算法分析]

对于背包问题,通常的处理方法是搜索。
用递归来完成搜索,算法设计如下:
function make( i {
处理到第i件物品} , j{剩余的空间为j}:integer) :integer;
初始时i=m , j=背包总容量
begin
if i:=0 then
make:=0;
if j>=wi then (
背包剩余空间可以放下物品 i )
r1:=make(i-1,j-wi)+v[i]; (
i件物品放入所能得到的价值 )
r2:=make(i-1,j) (
i件物品不放所能得到的价值 )
make:=max{r1,r2}
end;

这个算法的时间复杂度是o(2^n),我们可以做一些简单的优化。
由于本题中的所有物品的重量均为整数,经过几次的选择后背包的剩余空间可能会相等,在搜索中会重复计算这些结点,所以,如果我们把搜索过程中计算过的结点的值记录下来,以保证不重复计算的话,速度就会提高很多。这是简单的"以空间换时间"
我们发现,由于这些计算过程中会出现重叠的结点,符合动态规划中子问题重叠的性质。
同时,可以看出如果通过第n次选择得到的是一个最优解的话,那么第n-1次选择的结果一定也是一个最优解。这符合动态规划中最优子问题的性质。

考虑用动态规划的方法来解决,这里的:
阶段是:在前n件物品中,选取若干件物品放入背包中;
状态是:在前

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