【每日算法】基础算法——完全背包问题(六十八)

题目内容

有 N 种物品和一个容量是 V 的背包,每种物品都有无限件可用。

第 i 种物品的体积是 vi,价值是 wi。

求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。

输入格式

第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。

接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i 种物品的体积和价值。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V≤1000
0<vi,wi≤1000

输入样例

4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出样例

10

题解

根据动态规划思想,有如下内容:
一、状态表示 f(i,j)
1、本题的相关集合:所有只从前i个物品中选,总体积不超过j的方案的集合
2、本题的相关属性:最大价值
二、状态计算
1、枚举状态

  • 状态1:在f(i,j)中,所有仅选择0个第i个物品的方案的集合
  • 状态2:在f(i,j)中,所有仅选择1个第i个物品的方案的集合
  • 状态3:在f(i,j)中,所有仅选择2个第i个物品的方案的集合
  • 状态k:在f(i,j)中,所有仅选择k个第i个物品的方案的集合
    2、最终计算
    将上述的k个状态分别求出来最大价值,在其中求最大即为答案。
    f(i, j) = max(f(i-1,j), f(i-1,j-Vi)+Wi, f(i-1,j-2Vi)+2Wi, …)
    又由于:
    f(i, j-Vi) = max(f(i-1,j-Vi), f(i-1,j-2Vi)+Wi, …),与f(i, j)仅差一个Wi,因此,可推导出最终递推公式:
    f(i, j) = max(f(i-1,j),f(i, j-Vi)+Wi)

代码

/*
1、01背包: f[i][j] = max(f[i-1][j],f[i-1][j-v]+w)
2、完全背包:f[i][j] = max(f[i-1][j],f[i][j-v]+w)
*/

//朴素做法
#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 1010;

int n,m;
int v[N], w[N];
int f[N][N];

int main(){
cin >> n >> m;
for(int i = 1; i <= n; i++) cin >> v[i] >> w[i];

for(int i = 1; i <= n; i++)
for(int j = 1; j <= m; j++){
f[i][j] = f[i - 1][j];
if(j >= v[i]) f[i][j] = max(f[i][j],f[i][j-v[i]]+w[i]);
}
cout << f[n][m] << endl;
return 0;
}

//优化
#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 1010;

int n,m;
int v[N], w[N];
int f[N];

int main(){
cin >> n >> m;
for(int i = 1; i <= n; i++) cin >> v[i] >> w[i];

for(int i = 1; i <= n; i++)
for(int j = v[i]; j <= m; j++)
f[j] = max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);

cout << f[m] << endl;
return 0;
}
Author: Frederic Niu
Link: https://www.fredericniu.cn/2021/02/21/【每日算法】基础算法——完全背包问题(六十八)/
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