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java背包问题动态规划算法分析

背包问题

【题目描述】
一个旅行者有一个最多能装 MM 公斤的背包,现在有 nn 件物品,它们的重量分别是W1,W2,…,WnW1,W2,…,Wn,它们的价值分别为C1,C2,…,CnC1,C2,…,Cn,求旅行者能获得最大总价值。

【输入】
第一行:两个整数,MM(背包容量,M<=200M<=200)和NN(物品数量,N<=30N<=30);

第2…N+12…N+1行:每行二个整数Wi,CiWi,Ci,表示每个物品的重量和价值。

【输出】
仅一行,一个数,表示最大总价值。

【输入样例】
10 4
2 1
3 3
4 5
7 9
【输出样例】
12

我们可以通过自己打表的方式找变化求得状态方程
(横向表示容量,j)(纵向表示第几个,i)
# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 0 1 3 3 4 4 4 4 4 4
3 0 1 3 5 5 6 8 8 9 9
4 0 1 3 5 5 6 9 9 10 12

dp[i][j]----i表示物品个数,j表示容量,dp[i][j]的值表示在此状态的最大价值
由此我们可以写出状态转移方程:

?

1

2

3

4

if (j<w[i]) //当容量小于重量,即不拿的情况下

     dp[i][j]=dp[i- 1 ][j] //等于上一次的值

else

      dp[i][j]=Math.max(dp[i- 1 ][j],dp[i- 1 ][j-w[i]]+v[i]);

完整代码如下:

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

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28

29

30

31

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33

34

35

36

37

38

39

import java.util.*;

 

public class Main {

     public static void main(String[] args) {

         Scanner in = new Scanner(System.in);

         int m, n;

         int [] w = new int [ 35 ];

         int [] v = new int [ 35 ];

         m = in.nextInt();

         n = in.nextInt();

         int [][] dp = new int [ 35 ][ 205 ]; //m容量,n数目个数

 

         for ( int i = 1 ; i <= n; i++) {

             w[i] = in.nextInt();

             v[i] = in.nextInt();

         }

 

         for ( int i = 1 ; i <= n; i++) {

             for ( int j = 1 ; j <= m; j++) {

                 if (j<w[i])

                 {

                     dp[i][j]=dp[i- 1 ][j];

                 } else

                 {

                     dp[i][j]=Math.max(dp[i- 1 ][j],dp[i- 1 ][j-w[i]]+v[i]);

                 }

             }

         }

         //输出dp数组

         for ( int i = 1 ; i <= n; i++) {

             for ( int j = 1 ; j <= m; j++) {

                 System.out.print(dp[i][j]+ " " );

             }

             System.out.println();

         }

         System.out.println(dp[n][m]);

         in.close();

     }

}

当然,如果容量数字和物品个数很大的时候,这个表会很大,但是dp数组只与自己的上一次有关,会造成空间浪费,所以我们可以改进成滚动数组,减小空间,使其变成一维数组。

小tips:因为是滚动数组,所以如果第二层循环从1开始的话,可能会覆盖上一次的值,所以第二层循环的时候我们从后往前开始!

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

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15

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17

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24

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39

40

41

42

import java.util.*;

import java.lang.*;

 

public class Main {

     static int []dp= new int [ 205 ];

     static int [] w = new int [ 35 ];

     static int [] v = new int [ 35 ];

     public static void main(String[] args) {

         Scanner in = new Scanner(System.in);

         int m, n;

         m = in.nextInt();

         n = in.nextInt();

//        int[][] dp = new int[35][205];//m容量,n数目个数

 

 

         for ( int i = 1 ; i <= n; i++) {

             w[i] = in.nextInt();

             v[i] = in.nextInt();

         }

 

         for ( int i = 1 ; i <= n; i++) {

             for ( int j = m; j >= 1 ; j--) {

                 if (j>=w[i])

                 {

                     dp[j]=Math.max(dp[j],dp[j-w[i]]+v[i]);

                 }

             }

 

         }

         //输出dp数组

//        for (int i = 1; i <= n; i++) {

//            for (int j = 1; j <= m; j++) {

//                System.out.print(dp[i][j]+" ");

//            }

//            System.out.println();

//        }

//        System.out.println(dp[n][m]);

         System.out.println(dp[m]);

         in.close();

     }

}

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以上就是java动态规划算法之背包问题的详细内容,更多关于java动态规划背包的资料请关注其它相关文章!

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45440070/article/details/115450762

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