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動態規劃-07依賴揹包

按照《揹包九講》的順序,本文主要講其第七講-依賴揹包,所謂“依賴揹包”即指揹包物件有主附件,類似的解釋之前在“二維費用揹包”中提到過,不過這裡的主附件是從屬關係,即選擇主件,必須要選擇附件,而附件的類別又可以有很多種,同樣的附件也可以有附件,這樣如此反覆,即會形成一個“樹形DP”,其結果和考慮的情況將呈指數型增長,所以無法寫成類似於“01揹包”的方程式,但如果給定限定條件,我們同樣也可以將其轉換成類似“01揹包”或者“完全揹包”等形式來解決。

本文設計的題目為牛客網的華為OJ題——購物單。

問題描述:

王強今天很開心,公司發給N元的年終獎。王強決定把年終獎用於購物,他把想買的物品分為兩類:主件與附件,附件是從屬於某個主件的,下表就是一些主件與附件的例子:
主件附件
電腦印表機,掃描器
書櫃圖書
書桌檯燈,文具
工作椅
如果要買歸類為附件的物品,必須先買該附件所屬的主件。每個主件可以有 0 個、 1 個或 2 個附件。附件不再有從屬於自己的附件。王強想買的東西很多,為了不超出預算,他把每件物品規定了一個重要度,分為 5 等:用整數 1 5 表示,第 5 等最重要。他還從因特網上查到了每件物品的價格(都是 10 元的整數倍)。他希望在不超過 N 元(可以等於 N 元)的前提下,使每件物品的價格與重要度的乘積的總和最大。    設第 j 件物品的價格為 v[j] ,重要度為 w[j] ,共選中了 k 件物品,編號依次為 j 1 , j 2 ,……, j k ,則所求的總和為:v[j 1 ]*w[j 1 ]+v[j 2 ]*w[j 2 ]+ … +v[j k ]*w[j k ] 。(其中 * 為乘號)    請你幫助王強設計一個滿足要求的購物單。

輸入描述:

輸入的第1行,為兩個正整數,用一個空格隔開:N m

(其中N(<32000)表示總錢數,m(<60)為希望購買物品的個數)從第2行到第m+1行,第j行給出了編號為j-1的物品的基本資料,每行有3個非負整數v p q(其中v表示該物品的價格(v<10000),p表示該物品的重要度(1~5),q表示該物品是主件還是附件。如果q=0,表示該物品為主件,如果q>0,表示該物品為附件,q是所屬主件的編號)

輸出描述:

輸出檔案只有一個正整數,為不超過總錢數的物品的價格與重要度乘積的總和的最大值(<200000)。

具體的題目如下:

具體的Java實現程式碼如下:

//這裡用一維陣列進行講解
	private static int bp_rely(int m,int n,int[] w,int[] v,int[] q){
		int[] c = new int[m+1];
		for (int i = 0; i < m+1; i++) {
			c[i] = 0;
		}
		List<Integer> list = new ArrayList<>();
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			list.clear();
			if (q[i] == 0) {
				for (int j = m; j >= w[i]; j--) {
					list.add( Math.max(c[j-w[i]] + v[i], c[j]));
					c[j] = Math.max(c[j-w[i]] + v[i], c[j]);
				}
			}else {
				for (int j = m; j >= (w[i]+w[q[i]]); j--) {
					list.add(Math.max(c[j-w[i]-w[q[i]]] + v[q[i]], c[j]));
					c[j] = Math.max(c[j-w[i]-w[q[i]]] + v[q[i]], c[j]);
				}
			}
		}
		int max = Collections.max(list);
	return max;	
	}

上述程式碼中,需要注意的地方是根據判斷q是否為“0”來確定該物件是“主件”還是“附件”,而如果是附件,則必須先購買主件才能購買附件,即下面的程式碼:

Math.max(c[j-w[i]-w[q[i]]] + v[q[i]], c[j]) //w[i]和w[q[i]]分別為主件和附件的價格

上述如果有什麼紕漏或錯誤,歡迎批評指正。