文章目录
- 前言
- 一、一和零(力扣474)
- 二、完全背包
前言
1、一和零
2、完全背包理论基础
一、一和零(力扣474)
求装满这个背包最多有多少个物品
给你一个二进制字符串数组 strs 和两个整数 m 和 n 。
请你找出并返回 strs 的最大子集的长度,该子集中 最多 有 m 个 0 和 n 个 1 。
如果 x 的所有元素也是 y 的元素,集合 x 是集合 y 的 子集 。
背包容量是二维的 m个0 n个1 限制
思路:
动规五部曲
1、确定dp[]数组以及下标含义
dp[i][j]:i个0 j个1 最多装了dp[i][j]个物品
2、确定递推公式
dp[i][j] 可以由前一个strs里的字符串推导出来,strs里的字符串有zeroNum个0,oneNum个1。
dp[i][j] 就可以是 dp[i - zeroNum][j - oneNum] + 1。
然后我们在遍历的过程中,取dp[i][j]的最大值。
所以递推公式:dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - zeroNum][j - oneNum] + 1);
对比下01背包的递推公式:dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
对比一下就会发现,字符串的zeroNum和oneNum相当于物品的重量(weight[i]),字符串本身的个数相当于物品的价值(value[i])。
这就是一个典型的01背包! 只不过物品的重量有了两个维度而已。
3、dp数组如何初始化
01背包的dp数组初始化为0就可以。
4、确定遍历顺序
外层for循环遍历物品,内层for循环遍历背包容量且从后向前遍历
5、举例推导dp数组
以输入:[“10”,“0001”,“111001”,“1”,“0”],m = 3,n = 3为例
最后dp数组的状态如下所示:
class Solution {
public int findMaxForm(String[] strs, int m, int n) {
int[][] dp = new int[m+1][n+1];
int oneNum;
int zeroNum;
for(int x = 0; x<strs.length; x++){
oneNum = 0;
zeroNum = 0;
for(char ch : strs[x].toCharArray()){
if( ch == '0'){
zeroNum++;
}
else oneNum++;
}
for(int i=m;i>=zeroNum;i--){
for(int j=n;j>=oneNum;j--){
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j],dp[i-zeroNum][j-oneNum]+1);
}
}
}
return dp[m][n];
}
}
二、完全背包
完全背包和01背包的区别所在: 物品在完全背包中可以使用无数次。
而在01背包一维dp数组中,倒序遍历背包容量就是为了保证每个物品只取一次,那么如何能让这个物品无限次使用呢?改为正序遍历
for(int i = 0; i < weight.length; i++) { // 遍历物品
for(int j = weight[i]; j =< bagWeight; j++) { // 遍历背包容量
dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
}
}
遍历顺序:
两层for循环可以相互颠倒
遍历物品在外层循环,遍历背包容量在内层循环(按行),状态如图:
for (int i = 0; i < weight.length; i++){ // 遍历物品
for (int j = weight[i]; j <= bagWeight; j++){ // 遍历背包容量
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
}
}
遍历背包容量在外层循环,遍历物品在内层循环(按列),状态如图:
for (int i = 1; i <= bagWeight; i++){ // 遍历背包容量
for (int j = 0; j < weight.length; j++){ // 遍历物品
if (i - weight[j] >= 0){
dp[i] = Math.max(dp[i], dp[i - weight[j]] + value[j]);
}
}
完整代码:
//先遍历物品,再遍历背包
private static void testCompletePack(){
int[] weight = {1, 3, 4};
int[] value = {15, 20, 30};
int bagWeight = 4;
int[] dp = new int[bagWeight + 1];
for (int i = 0; i < weight.length; i++){ // 遍历物品
for (int j = weight[i]; j <= bagWeight; j++){ // 遍历背包容量
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
}
}
for (int maxValue : dp){
System.out.println(maxValue + " ");
}
}