01背包问题

2014-11-24 08:54:11 · 作者: · 浏览: 10
有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用(体积)是C[i],价值是W[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。
显然这个问题的特点是:每种物品只有一件,可以选择放或者不放。
我主要针对动态规划方法,关于这个问题的文章网上已经相当的多,不过我想把自己的思路和一点想法写下来,也算对这个问题的一点体会吧。
依次考虑N件物品,对于容量为v的背包在处理第i件物品时获得的最大价值F,显然有如下递推式:
IF 第i件物品的费用(体积)C[i]>v
THEN 第i件物品必然无法加入背包,F[i][v]=F[i-1][v]
ELSE是否加入第i件物品需考虑加入背包后是否划算,在这里可以认为这个第i件物品优先加入背包,
那么有 F[i][v]=max{F[i-1][v],F[i-1][v-C[i]]+W[i]}
现在来解释一下上面这个最关键的状态转移方程!
当前背包容量为v,即将处理第i件物品。显然有如下两种方案,出现了最优子结构性质:
a.若第i件物品加入背包,装入这前i件物品获得的最大价值F[i][v],必然等于第i件物品的价值W[i]再加上向容量为v-C[i]的背包装入前i-1件物品这个子问题的最大价值F[i-1][v-C[i]] (先把第i件物品加入背包,然后考虑安排剩余的空间容量)
b.若不加入第i件物品,装入这前i件物品的获得的最大价值F[i][v],必然等于向容量为v的背包装入前i-1件物品这个子问题获得的最大价值F[i-1][v]
显然,当前问题的最大价值F[i][v]取上面两种方案的较大值!
代码如下:
import java.util.Scanner;  
  
/** 
 * 01背包问题 
 * @author honest 
 * 
 */  
public class ZeroOnePack {  
    public static void main(String[] args) {  
        int N;  //背包数目  
        int[] weight; //单个物品重量  
        int[] value; //单个物品价值  
        int[][] values ; //存放价值  
        int maxValue;  //最大价值  
        Scanner in=new Scanner(System.in);  
        maxValue=in.nextInt();  
        N=in.nextInt();  
        weight=new int[N+1];  
        value=new int[N+1];  
        values=new int[N+1][maxValue+1];  
        for(int i=1;i<=N;i++){  
            weight[i]=in.nextInt();  
            value[i]=in.nextInt();  
        }  
  
        for(int i=0;i<=N;i++)  
            values[i][0]=0;  
        for(int i=0;i<=maxValue;i++)  
            values[0][i]=0;  
  
        for ( int i = 1; i <= N; i++){  
            for ( int j = 1; j<=maxValue; j++){  
                if(weight[i]>
j){ values[i][j]=values[i-1][j]; }else { values[i][j]=Math.max(values[i-1][j-weight[i]]+value[i], values[i-1][j]); } } } //反向找出选出的背包 int j=maxValue; for(int i=N;i>0;i--){ if(values[i][j]>values[i-1][j]){ System.out.print(i+" "); j=j-value[i]; if(j<0) break; } } in.close(); } }

测试数据:
Sample Input
10 3
3 3
7 7
9 9
Sample Output
10
Sample Input
6 5
1 1
3 5
3 10
8 6
5 7
Sample Output
15