背包算法

喜欢而已 提交于 2020-02-04 12:27:08
被朋友要求帮忙写一个程序。主要核心是算法,归纳起来核心是背包算法。原来学的早忘了。上网搜吧。
背包算法(转贴) http://hi.baidu.com/wzra/blog/item/7827b1c353532654b319a811.html

/**
 * 背包问题
 * 背包问题是计算机科学里的经典问题。在最简单的形式中,包括试图将不同重量的数据项放到
 * 背包中.以使背包最后达到指定的总重量。不需要把所有的选项都放入背包中。
 * 举例来说,假设想要背包精确地承重20磅,并且有5个可以选择放入的数据项,它们的重量
 * 依次为11磅、8磅、7磅、6磅和5磅。对于选择放入的数据项数量不大时,人类很善于通过观察
 * 就可以解决这个问题。于是大概可以计算出只有8磅、7磅和5磅的数据项加在一起和为20磅。
 * 如果想要计算机来解决这个问题,就需要给计算机更详细的指令。算法如下:
 * 1.如果在这个过程中的任何时刻,选择的数据项的总和符合目标重量,工作就完成了。
 * 2.从选择第一个数据项开始。剩余的数据项的加和必须符合背包的目标重量减去第一个数据  
 *     项的重量;这是一个新的目标重量。
 * 3.逐个地试每种剩余数据顶组合的可能性。但是,注意并不需要去试所有的组合,因为只要  
 *     数据顶朗和大于目标重量的时候,就停止添加数据项。
 * 4.如果设有组合合适的话,放弃第—‘个数据项,并且从第二个数据项开始再重复一边整个  
 *     过程。
 * 5.继续从第三个数据项开始,如此下去直到你已经试过所有的组合,这时知道没有解决答案  
 *     。
 *     在刚刚描述的这个例子中,从11开始。现在想要剩余的数据项和为9(20减去u)。对于9,
 *     从很小的8开始。现在想要剩余的数据项和为1(9减去8)。从7开始,但是它大于L,于是尝  
 *     试6,然后试5*它们都太大了d现在已经试过了所有的数据项,所以知道包含8的任何组合   
 *     和都不可能为9。接着尝试7,于是现在开始找的目标为2(9减去7)。
 *
 
*/

public class Beibao{
     
static int[] a=new int[5]; //背包重量
     static int[] b=new int[5]; //结果数组
     static int flag=0;          //下一个候选项
   
     
static int bound=20;        //总重量
     static int totle=0;         //每次选择后的总重量
    
     
public static void inserttry(int i,int leftbound,int t){
        
if(i<5&&leftbound<=totle){
            
if(a[i]<leftbound){
                    b[t
++]=a[i];
                    totle
=totle-a[i];
                  
                    leftbound
=leftbound-a[i];
                    i
++;
                    inserttry(i,leftbound,t);
          }

        
else if(a[i]>leftbound){
                    totle
=totle-a[i];
                    i
++;
                    inserttry(i,leftbound,t);
                    }

              
else {
                     b[t]
=a[i];
                     
return;
               }

          }

             
else    {
                      
                       leftbound
=leftbound+b[--t];
                      
                      
                       
for(int f=0;f<5;f++)
                        
{
                            
if (a[f]==b[t]) {flag=++f; break;}
                        }

                     
                       b[t]
=0;
                     
                       totle
=0;
                       
for(int m=flag;m<5;m++)
                       
{    totle+=a[m];
                       }

                      inserttry(flag,leftbound,t);
                   
                     }

       
             
return;
         }

       
public static void main(String[] args){
            a[
0]=11;
            a[
1]=8;
            a[
2]=6;
            a[
3]=7;
            a[
4]=5;
           
            
for(int i=0;i<5;i++{ b[i]=0;}
            
for(int i=0;i<5;i++{
                 totle
+=a[i];
            }

           
            inserttry(
0,20,0); 
            
for(int i=0;i<5;i++){
               System.
out.println(b[i]);
              }
 
           }

}
  


据说是Java的。我看和C#也没什么两样。不过我要改写成VB的因为打算用在Excel里。
那个链接里还有一些相关文章。也不错。

我怎么觉得这算法是穷举法呢?
这还有一个动态规划的算法
动态规划/贪心算法----0/1背包问题AND普通背包问题 
http://blog.csdn.net/simon_ghost/archive/2006/11/20/1398157.aspx
明天再详细比较一下。

看懂了这个算法,这个是动态规划的,时间复杂度0(n)。
http://www.diybl.com/course/3_program/c++/cppjs/20071023/79603.html

问题描述:

设U 
= {u1,u2,u3,ui}(一共有amount数量的物品)是一组准备放入背包中的物品.设背包的容量为size.

定义每个物品都具有两个属性weight和value.

我们要解决的问题就是计算在所选取的物品总重量不超过背包容量size的前提下使所选的物品总价值最大.

程序的设计:

设V[i, j]用来表示从前i项
{u1ui}中取出来的装入体积为j的背包的最大价值.i的范围是从0到amount,j是从0到size.这样的话要 计算的值就是V[amount, size].V[0, j]对于所有的j的值都是0,因为这时候的包中没有物品.同时V[i, 0]的值也是0,因为没有物品可以放到size为0的背包里面.

所以有:

V[i, j] 
= 0       若i = 0 或 j = 0;

V[i, j] 
= V[i - 1, j]    若j < ui.weight;(当物品的重量大于背包承重时,就不把物品放在里面)

V[i, j] 
= max{V[i - 1, j], V[i - 1, j - ui.weight] + ui.value}      若i > 0并且j >= ui.weight; 

 

现在就可用动态规划的方法运用上面的公式来填表求解了.

#include 
<stdio.h>
#define W 1000
#define N 1000

typedef 
struct data
{
    
int vaule;
    
int weight;
}
goods;

int returnmax(int a, int b)
{
    
return (a > b ? a : b);
}


int KNAPSACK(goods *P, int a, int s)
{
    
int V[N][W];
    
int i,j,mv;
    
for(i = 0; i < a; i++)
        V[i][
0= 0;
    
for(j = 0; j < s; j++)
        V[
0][j] = 0;
    
for(i = 1; i <= a; i++)
        
for(j = 1; j <= s; j++)
        
{
            V[i][j] 
= V[i - 1][j];
            
if(P[i].weight <= j)
                V[i][j] 
= returnmax(V[i][j],V[i - 1][j - P[i].weight] + P[i].vaule);
        }

    mv 
= V[a][s];
    
return mv;
}


int main()
{
    
int mostvalue,amount,size,i;
    goods A[N];
    printf(
"Input how much the goods have: ");
    scanf(
"%d",&amount);
    printf(
"Input the size of the bag: ");
    scanf(
"%d",&size);
    printf(
"Input the data of the goods: ");
    
for(i = 0; i < amount; i++)
        scanf(
"%d %d",&A[i].vaule,&A[i].weight);
    mostvalue 
= KNAPSACK(A,amount,size);
    printf(
"%d",mostvalue);
    
return 0;
}


 还有一种纯粹用数组解决的方案,避免了结构体的效率底下,思路是一样的
代码如下:


#include
<iostream>
#define GOODNUM 5
using namespace std;

int main()
{
    
int good[GOODNUM][2]={{4,6},{5,2},{6,3},{7,7},{8,5}};//good[i][0]:size||good[i][1]:value
    int i,j,size,weight;
    
int v[GOODNUM+1][1000];
    
    cout
<<"please input the bag's size"<<endl;
    cin
>>size;

    
for(i=0;i<=GOODNUM;i++)
        v[i][
0]=0;
    
for(i=0;i<=size;i++)
        v[
0][i]=0;

    
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];
        }

            
        
    cout
<<v[GOODNUM][size]<<endl;
}



 

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