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DP分析:
优化:
二进制优化
例题:
01背包是每个物品只有一个,完全背包问题是每个物品有无限个。
那么多重背包问题就是 每个物品有有限个。
有 N 种物品和一个容量是 V 的背包。
第 i 种物品最多有 si 件,每件体积是 vi,价值是 wi。
求解将哪些物品装入背包,可使物品体积总和不超过背包容量,且价值总和最大。
输出最大价值。
DP分析:
和完全背包问题很像,暴力算法都是多加一层循环,循环物品的个数。O(n^3)
动态规划DP之背包问题2---完全背包问题-CSDN博客
实现代码:
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=V;j++){
f[i][j] = f[i-1][j];
for(int k=0;k<=s[i]&&k*v[i]<=j;k++)
f[i][j] = Math.max(f[i][j],f[i-1][j-k*v[i]]+k*w[i]);
}
}
优化:
不能采用完全背包的优化方式。动态规划DP之背包问题2---完全背包问题-CSDN博客
因为:
多了一个 ,而max是不能减少一个获取到最大值的。
二进制优化
和快速幂的思路方法很像。快速幂(求解原理+例题)-CSDN博客
假如:物品 的数量为
- 暴力做法就是从 枚举到 。
- 使用二进制优化,我们只需要枚举 个数:,就可以组合出 中的任意一个整数。(相当于二进制表示转化为十进制)
一般性下,如和求出 下需要的数是哪些:
从 到 可以组合成 之间的任何一个数,加上 后可以组成 ,其中 。
如何保证第一段 与 之间没有空隙,即 是否大于 。
因为 的取值 保证了:
如果 ,那么就会取 ,不是 了。
因此,我们将 ,然后针对分开后的所有物品使用01背包处理方式。时间复杂度降为。
优化代码:
转换为01背包问题,将 拆后的所有数,分别作为一种物品的数量。
for(int i=1;i<=n;i++){
str = in.readLine().split(" ");
int vi = Integer.parseInt(str[0]); // 物品i的体积
int wi = Integer.parseInt(str[1]); // 物品i的价值
int si = Integer.parseInt(str[2]); // 物品i的数量
// 直接将该物品数目拆分成多个,但是拆分完后的物品数目可以组合成si中的任何一个数目
int k = 1; // 从1开始划分,每次乘23
while(si>=k){ //满足c<2^(k+1) ,即是s大于k,才能划分k个物品出去
v[cnt] = vi*k; // 个数*体积,作为新一个物品
w[cnt] = wi*k;
si -= k; // 减去划分的
k *= 2;
cnt++;
}
if(si!=0){ // 最后剩下的物品,即c
v[cnt] = si*vi;
w[cnt] = si*wi;
cnt++;
}
}
n = cnt;
例题:
有 N 种物品和一个容量是 V 的背包。
第 i 种物品最多有 si 件,每件体积是 vi,价值是 wi。
求解将哪些物品装入背包,可使物品体积总和不超过背包容量,且价值总和最大。
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,每行三个整数 vi,wi,si,用空格隔开,分别表示第 i 种物品的体积、价值和数量。
输出格式
输出一个整数,表示最大价值。
数据范围
0<N≤1000
0<V≤2000
0<vi,wi,si≤2000提示:
本题考查多重背包的二进制优化方法。
输入样例
4 5 1 2 3 2 4 1 3 4 3 4 5 2
输出样例:
10
import java.io.*;
import java.util.*;
class Main{
static int N = 20010;
static int n,V;
static int[] v = new int[N]; // 体积
static int[] w = new int[N]; // 价值
static int[] s = new int[N]; // 个数
static int[] f = new int[N]; // 二维会超内存
public static void main(String[] args) throws IOException{
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String[] str = in.readLine().split(" ");
n = Integer.parseInt(str[0]);
V = Integer.parseInt(str[1]);
int cnt = 1;
for(int i=1;i<=n;i++){
str = in.readLine().split(" ");
int vi = Integer.parseInt(str[0]);
int wi = Integer.parseInt(str[1]);
int si = Integer.parseInt(str[2]);
// 直接将该物品数目拆分成多个,但是拆分完后的物品数目可以组合成si中的任何一个数目
int k = 1;
while(si>=k){ //满足c<2^(k+1) ,则是s大于k,才能划分k个物品出去
v[cnt] = vi*k;
w[cnt] = wi*k;
si -= k;
k *= 2;
cnt++;
}
if(si!=0){ // 最后剩下的物品
v[cnt] = si*vi;
w[cnt] = si*wi;
cnt++;
}
}
n = cnt;
// 转化为01背包问题
for(int i=1;i<n;i++)
for(int j=V;j>=v[i];j--)
f[j] = Math.max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);
System.out.println(f[V]);
}
}