给定n种物品和一背包。物品i的重量是wi,其价值为vi,背包的容量为C。问应如何选择装入背包的物品,使得装入背包中物品的总价值最大?
0-1背包问题是一个特殊的整数规划问题。
最优子结构性质
#include <iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
#include<string.h>
#define NUM 50
#define CAP 1500
int v[NUM];//价值
int w[NUM];//重量
int p[NUM][CAP];//记录矩阵
void knapsack(int c, int n) //容量 c 可选物品 n 算最高价值
{
/*从最后一个物品开始考虑
若物品W<=C则当当前容量小于W时 包内总价值为0
若物品W>C则当当前容量从0增至C中全过程包内总价值恒为0
*/
int jMax=min(w[n]-1,c);
for( int j=0; j<=jMax; j++) //当前容量小于此时物品W时 包内总价值为0
p[n][j]=0;
for( int j=w[n]; j<=c; j++) // 当前容量不小于此时物品W时 包内总价值为该物品价格
p[n][j]=v[n];
for( int i=n-1; i>1; i--) //逐次把剩下的物品添入
{
jMax=min(w[i]-1,c);
//当前容量小于新加入的物品时,包内总价值为 不加这个物品时的最大价值状况
for( int j=0; j<=jMax; j++)
p[i][j]=p[i+1][j];
/*当前容量不小于新加入的物品时,包内总价值
1.不加入该物品时的最大价值
2.减去该物品容量后 不加该物品的最大价值 + 该物品价值
比较1 and 2 选取最大值
*/
for(int j=w[i]; j<=c; j++)
p[i][j]=max(p[i+1][j], p[i+1][j-w[i]]+v[i]);
}
/*添加最后一份物品
1.若该物品重量大于背包总容纳量则不用去考虑该物品
不加该物品 最大容量时背包最大价值 即为随求
2.若该物品重量小于等于背包总容纳量进行比较:
A.不加入该物品时最大容量的最大值
B.减去该物品容量后 不加该物品的最大价值 + 该物品价值
比较1and2*/
p[1][c]=p[2][c];
if (c>=w[1])
p[1][c]=max(p[1][c], p[2][c-w[1]]+v[1]);
}
void traceback( int c, int n, int x[ ])
{
for(int i=1; i<n; i++)
{/*如果该物品最大容量时的最大价值等于 这个物品未考虑时的最大容量时最大价值
则该物品未对背包最大价值产生影响 未放入背包
反之 放入
把放入的物品记为1 将此物品容量减去 去考虑剩下的容量最大价值物品放入情况 */
if (p[i][c]==p[i+1][c]) x[i]=0;
else { x[i]=1; c-=w[i]; }
}
x[n]=(p[n][c])? 1:0; //最初考虑的那个物品是否为0 若为0则说明未放入且其W>C
}
int main ()
{
int x[NUM];
int W;
int n;
printf("输入背包总容量M:");
while (scanf("%d", &W) && W)
{
printf("输入要装入的物品n:");
scanf("%d", &n);
printf("依次输入物品的重量w及价值v:\n");
for (int i=1; i<=n; i++)
scanf("%d%d", &w[i], &v[i]);
memset (p, 0, sizeof(p));//数组初始化
knapsack(W, n);//进行画表
printf("最优值为:%d\n", p[1][W]);
traceback(W, n, x);//根据表和价值情况 获取物品选择路线
printf("最优解为:\n");
for (int i=1; i<=n; i++)
if (x[i]) printf("%d ", i);
printf("\n");
}
return 0;
}