### 背包问题概述 背包问题是一种经典的组合优化问题,在计算机科学与运筹学领域有着广泛的应用。根据题目给出的信息,“背包问题,存在最大价值”主要探讨的是如何在有限的背包容量下,选择一系列物品使得背包内的物品总价值最大化。 ### 问题描述 在本例中,给出了一个具体的0-1背包问题实例。所谓0-1背包问题,是指对于每种物品只有取或不取两种选择(不能取部分)。给定一组物品,每种物品都有自己的重量和价值,还有一个背包的承重限制。目标是确定每种物品的数量,使放入背包中的物品总价值最大,并且不超过背包的承重限制。 ### 代码分析 #### 定义物品数组 ```cpp int good[GOODNUM][2] = {{4,6},{5,2},{6,3},{7,7},{8,5}}; ``` 这里定义了一个二维数组`good`,用于存储每种物品的重量和价值。例如,`good[0][0]`表示第一种物品的重量为4,`good[0][1]`表示其价值为6。 #### 输入背包容量 ```cpp cout << "please input the bag's size" << endl; cin >> size; ``` 通过用户输入的方式获取背包的最大容量。 #### 初始化动态规划表 ```cpp int v[GOODNUM + 1][1000]; // 初始化 for (i = 0; i <= GOODNUM; i++) v[i][0] = 0; for (i = 0; i <= size; i++) v[0][i] = 0; ``` 这里使用了一个二维数组`v`来记录动态规划过程中的中间结果。`v[i][j]`表示在前`i`种物品中选取,且背包剩余容量为`j`时所能获得的最大价值。 #### 动态规划状态转移方程 ```cpp for (i = 1; i <= GOODNUM; i++) for (j = 1; j <= size; j++) { v[i][j] = v[i - 1][j]; if (good[i - 1][0] <= j) { if ((v[i - 1][j - good[i - 1][0]] + good[i - 1][1]) > v[i][j]) v[i][j] = v[i - 1][j - good[i - 1][0]] + good[i - 1][1]; } } ``` 这是0-1背包问题的核心部分,通过两层循环遍历所有物品以及所有可能的背包容量。状态转移方程为: \[v[i][j] = \max(v[i-1][j], v[i-1][j-w_i]+p_i)\] 其中,`w_i`表示第`i`个物品的重量,`p_i`表示第`i`个物品的价值。如果当前物品的重量不超过剩余容量,则比较包含该物品和不包含该物品时所能获得的最大价值,取较大者。 #### 输出结果 ```cpp cout << v[GOODNUM][size] << endl; ``` 最终输出的是在给定的背包容量下,所有物品中能获得的最大价值。 ### 总结 通过上述分析可知,0-1背包问题的解决方法主要是通过动态规划实现。动态规划的关键在于状态的定义、初始化以及状态转移方程的设计。通过这种方法,我们可以有效地求解出在给定背包容量下的最大价值,进而解决实际生活中的类似问题。
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