背包的状态转换方程 : $math_inline$f[i,j] = Max\lbrace f[i-1,j-W_i]+Pi( j >= W_i ), f[i-1,j] \rbrace$math_inline$
$math_inline$f[i,j]$math_inline$ 表示在前i件物品中选择若干件放在承重为 j 的背包中,可以取得的最大价值。 Pi表示第i件物品的价值。 决策:为了背包中物品总价值最大化,第 i件物品应该放入背包中吗 ?
假设山洞里共有a,b,c,d ,e这5件宝物(不是5种宝物),它们的重量分别是2,2,6,5,4,它们的价值分别是6,3,5,4,6,现在给你个承重为10的背包, 怎么装背包,可以才能带走最多的财富。
有编号分别为a,b,c,d,e的五件物品,它们的重量分别是2,2,6,5,4,它们的价值分别是6,3,5,4,6,现在给你个承重为10的背包,如何让背包里装入的物品具有最大的价值总和?
name | weight | value | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
a | 2 | 6 | 0 | 6 | 6 | 9 | 9 | 12 | 12 | 15 | 15 | 15 |
b | 2 | 3 | 0 | 3 | 3 | 6 | 6 | 9 | 9 | 9 | 10 | 11 |
c | 6 | 5 | 0 | 0 | 0 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 10 | 11 |
d | 5 | 4 | 0 | 0 | 0 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 10 | 10 |
e | 4 | 6 | 0 | 0 | 0 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
首先要明确这张表是自底向上,从左到右生成的。
只要你能通过找规律手工填写出上面这张表就算理解了01背包的动态规划算法。
为了叙述方便,用e2单元格表示e行2列的单元格,这个单元格的意义是用来表示只有物品e时,有个承重为2的背包,那么这个背包的最大价值是0,因为e物品的重量是4,背包装不了。
对于d2单元格,表示只有物品e,d时,承重为2的背包,所能装入的最大价值,仍然是0,因为物品e,d都不是这个背包能装的。
同理,c2=0,b2=3,a2=6。
对于承重为8的背包,a8=15,是怎么得出的呢?
根据01背包的状态转换方程,需要考察两个值,
一个是 $math_inline$f[i-1,j]$math_inline$ ,对于这个例子来说就是b8的值9,另一个是 $math_inline$f[i-1,j-Wi]+Pi$math_inline$ ;
在这里,
$math_inline$f[i-1,j]$math_inline$ 表示我有一个承重为8的背包,当只有物品b,c,d,e四件可选时,这个背包能装入的最大价值
$math_inline$f[i-1,j-Wi]$math_inline$ 表示我有一个承重为6的背包(等于当前背包承重减去物品a的重量),当只有物品b,c,d,e四件可选时,这个背包能装入的最大价值
$math_inline$f[i-1,j-Wi]$math_inline$ 就是指单元格b6,值为9,Pi指的是a物品的价值,即6
void FindMax(){
memset(V, 0, sizeof(V));
for(int i = 1; i <= number; ++i){
for(int j = 1; j <= capacity; ++j){
if(j<w[i]){ // 装不进去
V[i][j] = V[i-1][j];
}else{ // 能装
if(V[i-1][j] > V[i-1][j-w[i]]+v[i]){ // 不装价值大
V[i][j] = V[i-1][j];
}else{ // 前i-1个物品的最优解与第i个物品的价值之和更大
V[i][j] = V[i-1][j-w[i]]+v[i];
}
}
}
}
}