转自http://www.cppblog.com/tanky-woo/archive/2010/07/31/121803.html
首先说下动态规划,动态规划这东西就和递归一样,只能找局部关系,若想全部列出来,是很难的,比如汉诺塔。你可以说先把除最后一层的其他所有层都移动到2,再把最后一层移动到3,最后再把其余的从2移动到3,这是一个直观的关系,但是想列举出来是很难的,也许当层数n=3时还可以模拟下,再大一些就不可能了,所以,诸如递归,动态规划之类的,不能细想,只能找局部关系。
1.汉诺塔图片
(引至杭电课件:DP最关键的就是状态,在DP时用到的数组时,也就是存储的每个状态的最优值,也就是记忆化搜索)
要了解背包,首先得清楚动态规划:
动态规划算法可分解成从先到后的4个步骤:
描述一个最优解的结构;
递归地定义最优解的值;
以“自底向上”的方式计算最优解的值;
从已计算的信息中构建出最优解的路径。
其中步骤1~3是动态规划求解问题的基础。如果题目只要求最优解的值,则步骤4可以省略。
背包的基本模型就是给你一个容量为V的背包 在一定的限制条件下放进最多(最少?)价值的东西
当前状态→ 以前状态
看了dd大牛的《背包九讲》(点击下载),迷糊中带着一丝清醒,这里我也总结下01背包,完全背包,多重背包这三者的使用和区别,部分会引用dd大牛的《背包九讲》,如果有错,欢迎指出。
((www.wutianqi.com)留言即可)
首先我们把三种情况放在一起来看:
01背包(ZeroOnePack):
有N件物品和一个容量为V的背包。(每种物品均只有一件)第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。
完全背包(CompletePack):
有N种物品和一个容量为V的背包,每种物品都有无限件可用。第i种物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。
多重背包(MultiplePack):
有N种物品和一个容量为V的背包。第i种物品最多有n[i]件可用,每件费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。
比较三个题目,会发现不同点在于每种背包的数量,01背包是每种只有一件,完全背包是每种无限件,而多重背包是每种有限件。
01背包
01背包(ZeroOnePack): 有N件物品和一个容量为V的背包。(每种物品均只有一件)第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。
这是最基础的背包问题,特点是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。
用子问题定义状态:即f[i][v]表示前i件物品恰放入一个容量为v的背包可以获得的最大价值。则其状态转移方程便是:
f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}
把这个过程理解下:在前i件物品放进容量v的背包时,
它有两种情况:
第一种是第i件不放进去,这时所得价值为:f[i-1][v]
第二种是第i件放进去,这时所得价值为:f[i-1][v-c[i]]+w[i]
(第二种是什么意思?就是如果第i件放进去,那么在容量v-c[i]里就要放进前i-1件物品)
最后比较第一种与第二种所得价值的大小,哪种相对大,f[i][v]的值就是哪种。
(这是基础,要理解!)
这里是用二位数组存储的,可以把空间优化,用一位数组存储。
用f[0..v]表示,f[v]表示把前i件物品放入容量为v的背包里得到的价值。把i从1~n(n件)循环后,最后f[v]表示所求最大值。
*这里f[v]就相当于二位数组的f[i][v]。那么,如何得到f[i-1][v]和f[i-1][v-c[i]]+w[i]?(重点!思考)
首先要知道,我们是通过i从1到n的循环来依次表示前i件物品存入的状态。即:for i=1..N
现在思考如何能在是f[v]表示当前状态是容量为v的背包所得价值,而又使f[v]和f[v-c[i]]+w[i]标签前一状态的价值?
逆序
这就是关键!
1for i=1..N//物品的个数
2 for v=V..0//包内剩余的(放之前)体积
3 f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]};
4
分析上面的代码:当内循环是逆序时,就可以保证后一个f[v]和f[v-c[i]]+w[i]是前一状态的!
这里给大家一组测试数据:
测试数据:
10,3
3,4
4,5
5,6
这个图表画得很好,借此来分析:
C[v]从物品i=1开始,循环到物品3,期间,每次逆序得到容量v在前i件物品时可以得到的最大值。(请在草稿纸上自己画一画)
这里以一道题目来具体看看:
题目:(http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2602)
代码二维数组
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
int p[1005],v[1005];
int dp[1005][1005];
int main()
{
int t;
scanf("%d",&t);
while(t--)
{
int i,j;
memset(p,0,sizeof(p));
memset(v,0,sizeof(v));
memset(dp,0,sizeof(dp));
int n,v1;
scanf("%d%d",&n,&v1);
for(i=1; i<=n; i++)
{
scanf("%d",&p[i]);
}
for(j=1; j<=n; j++)
{
scanf("%d",&v[j]);
}
for(i=1; i<=n; i++)
{
for(j=0; j<=v1; j++)
{
if(j<v[i])
dp[i][j]=dp[i-1][j];
else
dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-v[i]]+p[i]);
}
}
printf("%d
",dp[n][v1]);
}
return 0;
}
代码 一维
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
int v1[1005];
int w[1005];
int f[1005];
int main()
{
int t;
scanf("%d",&t);
while(t--)
{
memset(v1,0,sizeof(v1));
memset(w,0,sizeof(w));
memset(f,0,sizeof(f));
int i,j;
int n,v;
scanf("%d%d",&n,&v);
for(i=1; i<=n; i++)
{
scanf("%d",&v1[i]);
}
for(j=1; j<=n; j++)
{
scanf("%d",&w[j]);
}
for(i=1; i<=n; i++)
{
for(j=v; j>=w[i]; j--)
{
// if(j<w[i])
// f[j]=f[j];
// else
f[j]=max(f[j],f[j-w[i]]+v1[i]);
}
}
printf("%d
",f[v]);
}
return 0;
}
分析
具体根据上面的解释以及我给出的代码分析。这题很基础,看懂上面的知识应该就会做了
因为三个背包加在一起太长,我都看不下去了,换个地方,
完全背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54410854
多重背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54410915