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一、什么是背包问题?
背包问题算法是指一类求解背包问题的算法,包括01背包、完全背包和多重背包等。
其中,01背包问题是最基本的背包问题之一,它是指有一个容量为C的背包,需要从N个物品中选择一些物品放入背包中,每个物品最多只能放一次,求解如何选择物品才能使得背包中物品总价值最大。
背包问题算法通常使用动态规划或回溯算法来解决。
二、背包问题的原理
背包问题的原理是,在填表格时对于当前背包容量和当前遍历到的物品,可以选择放入该物品或不放入该物品。
如果选择放入该物品,则能够获得该物品的价值,背包容量减少对应的重量;如果不放入该物品,则放入前的背包价值保持不变,背包容量也不变。
因此,在填表格时需要根据这两种情况中的较优解来确定该单元格的最优解。
最后,表格右下角的数值即为所求总价值最大的解。
三、以下是使用C语言实现01背包问题的示例代码:
#include <stdio.h>
#define N 3 // 物品数量#define C 10 // 背包容量
int w[N] = {2, 3, 4}; // 物品重量int v[N] = {3, 4, 5}; // 物品价值int f[N + 1][C + 1]; // 存储填表格时每个单元格的最优解
int max(int a, int b) { return a > b ? a : b;}
void dp() { for (int i = 1; i <= N; i++) { for (int j = C; j >= 1; j--) { if (j >= w[i - 1]) { // 当前背包容量能够装下第i个物品 f[i][j] = max(f[i - 1][j], f[i - 1][j - w[i - 1]] + v[i - 1]); } else { // 当前背包容量不能装下第i个物品 f[i][j] = f[i - 1][j]; } } }}
int main() { dp(); printf("总价值最大为%d。\n", f[N][C]); return 0;}
注意:
以上代码使用动态规划的方式求解01背包问题。
在代码中,ww数组和vv数组分别存储了每个物品的重量和价值,ff数组是一个 N+1N+1 行 C+1C+1 列的二维数组,用于存储填表格时每个单元格的最优解。
在双重循环中,对于当前遍历到的物品和背包容量,根据前面的最优解填写当前单元格。
当遍历完所有物品和背包容量后,表格右下角的数值即为总价值最大的解。
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