動態規劃解0-1揹包問題(C語言版)
阿新 • • 發佈:2019-01-07
這學期開的演算法課,感覺好難,光這個問題就弄了好久,我這裡的程式碼非本人原創程式碼,都是借鑑網上的程式碼按自己的理解加以改進的,原網頁地址
為http://www.cnblogs.com/qinyg/archive/2012/04/26/2471829.html
問題描述:
給定N中物品和一個揹包。物品i的重量是Wi,其價值位Vi ,揹包的容量為C。問應該如何選擇裝入揹包的物品,使得轉入揹包的物品的總價值為最大??
在選擇物品的時候,對每種物品i只有兩種選擇,即裝入揹包或不裝入揹包。不能講物品i裝入多次,也不能只裝入物品的一部分。因此,該問題被稱為0-1揹包問題。
問題分析:令V(i,j)表示在前i(1<=i<=n)個物品中能夠裝入容量為就j(1<=j<=C)的揹包中的物品的最大價值,則可以得到如下的動態規劃函式:
(1) V(i,0)=V(0,j)=0
(2) V(i,j)=V(i-1,j) j<wi
V(i,j)=max{V(i-1,j) ,V(i-1,j-wi)+vi) } j>wi
(1)式表明:如果第i個物品的重量大於揹包的容量,則裝人前i個物品得到的最大價值和裝入前i-1個物品得到的最大價是相同的,即物品i不能裝入揹包;第(2)個式子表明:如果第i個物品的重量小於揹包的容量,則會有一下兩種情況:(a)如果把第i個物品裝入揹包,則揹包物品的價值等於第i-1個物品裝入容量位j-wi 的揹包中的價值加上第i個物品的價值vi; (b)如果第i個物品沒有裝入揹包,則揹包中物品價值就等於把前i-1個物品裝入容量為j的揹包中所取得的價值。顯然,取二者中價值最大的作為把前i個物品裝入容量為j的揹包中的最優解。
01揹包的狀態轉換方程 f[i,j] = Max{ f[i-1,j-Wi]+Pi( j >= Wi ), f[i-1,j] }
以下是測試資料截圖中間部分是打印出來的表格資訊,第一行和第一列沒有列印(全部是0); 以下就直接上程式碼部分了
#include<stdio.h> int V[200][200];//前i個物品裝入容量為j的揹包中獲得的最大價值 int max(int a,int b) { if(a>=b) return a; else return b; } int KnapSack(int n,int w[],int v[],int x[],int C) { int i,j; //填表,其中第一行和第一列全為0 for(i=0;i<=n;i++) V[i][0]=0; for(j=0;j<=C;j++) V[0][j]=0; for(i=1;i<=n;i++) { printf("%d %d %d ",i,w[i-1],v[i-1]); for(j=1;j<=C;j++) { if(j<w[i-1]) { V[i][j]=V[i-1][j]; printf("[%d][%d]=%2d ",i,j,V[i][j]); } else { V[i][j]=max(V[i-1][j],V[i-1][j-w[i-1]]+v[i-1]); printf("[%d][%d]=%2d ",i,j,V[i][j]); } } printf("\n"); } //判斷哪些物品被選中 j=C; for(i=n;i>=1;i--) { if(V[i][j]>V[i-1][j]) { x[i]=1; j=j-w[i-1]; } else x[i]=0; } printf("選中的物品是:\n"); for(i=1;i<=n;i++) printf("%d ",x[i]); printf("\n"); return V[n][C]; } void main() { int s;//獲得的最大價值 int w[15];//物品的重量 int v[15];//物品的價值 int x[15];//物品的選取狀態 int n,i; int C;//揹包最大容量 n=5; printf("請輸入揹包的最大容量:\n"); scanf("%d",&C); printf("輸入物品數:\n"); scanf("%d",&n); printf("請分別輸入物品的重量:\n"); for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&w[i]); printf("請分別輸入物品的價值:\n"); for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&v[i]); s=KnapSack(n,w,v,x,C); printf("最大物品價值為:\n"); printf("%d\n",s); }