目录
DP分析:
状态转移方程:
代码:
例子:
与 01背包问题 不同点在于,每种物品可以使用无限次。
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。
DP分析:
解决此类问题,需要从状态表示以及状态计算进行分析。
状态表示:问题的某种特定情况或属性。这些状态是问题的解的一部分,它们包含了问题的关键信息,可以帮助我们描述问题的结构,并且可以通过状态之间的转移来推导出最优解。可以再细分为集合(方案),描述变量表示的是什么,属性即要取的值是最大,最小或者其他。
状态计算(状态转移):如下,通过 和 的状态计算 变量 和 变量的状态。
对状态计算其中的一些分析:
那么,最终 可以表示为:
直到物品 的总体积小于
但是,可以发现,要对多个进行取max处理,需要多增加一层循环,时间复杂度可以达到O(n^3),会有超时的风险。
解决:
可以发现, 可以代替 中除开 后面的所有值操作。
即
状态转移方程:
所以最终 的状态转移方程为:
(很多人不理解该状态转移,理解过程如上DP分析所示,从最开始暴力解决开始分析,再依次优化,动态规划问题虽然代码看着简单,但是要理解其中原理和状态转移过程)
完全背包问题的状态转移方程看似和01背包问题的一样,但是其中转移过程却相隔十万八千里。动态规划DP之背包问题1---01背包问题-CSDN博客
代码:
暴力 O(n^3)
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=0;j<=m;j++){
f[i][j] = f[i-1][j];
for(int k=1;k*v[i]<=j;k++)
if(j>=v[i]) f[i][j] = Math.max(f[i][j],f[i-1][j-k*v[i]]+k*w[i]);
}
}
二维优化:
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=V;j++){
f[i][j] = f[i-1][j]; // 可能一件物品都装不下
if(j>=v[i]) // 背包体积大于物品体积
f[i][j] = Math.max(f[i][j],f[i][j-v[i]]+w[i]);
}
}
一维优化:
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=v[i];j<=V;j++)
f[j] = Math.max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);
例子:
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输入样例
4 5 1 2 2 4 3 4 4 5
输出样例:
10
import java.io.*;
import java.util.*;
class Main{
static int N = 1010;
static int n,V;
static int[] v = new int[N]; // 体积
static int[] w = new int[N]; // 价值
static int[] f = new int[N]; // 二维
public static void main(String[] args) throws IOException{
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String[] s = in.readLine().split(" ");
n = Integer.parseInt(s[0]);
V = Integer.parseInt(s[1]);
for(int i=1;i<=n;i++){
s = in.readLine().split(" ");
v[i] = Integer.parseInt(s[0]);
w[i] = Integer.parseInt(s[1]);
}
// 完全背包:
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=v[i];j<=V;j++)
f[j] = Math.max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);
System.out.println(f[V]);
}
}