背包问题

0-1背包

  • 题目描述:有n件物品和一个容量为v的背包,每件物品只有一个,第i件物品的重量为c[i],价值为w[i],求解将哪些物品放入背包中,是得这些物品的总重量不超过v且总价值最大。
  • 基本思路利用动态规划来解决此问题,用f[i][v]表示前i件物品恰好放入一个容量为v的背包中所获得的价值,对于物品i,如果放入背包中,那么子问题就是前i-1件物品恰好放入容量为v-c[i]的背包中,若物品i不放入背包中,则子问题就是前i件物品恰好放入容量为v的背包中,所以状态转移方程为f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]+w[i]}。注意恰好两字表明f[i][v]只有在前i件物品的总量恰好为i时有意义,所以最终答案是f[n][0...v]中的最大值。 
  • 空间复杂度优化:以上方法的时间,空间复杂度均为O(n*v),但空间复杂度可以优化到O(v)。思路就是用f[v]来表示上面定义的状态f[i][v],因为f[i][v]是由f[i-1][v]和f[i-1][v-c[i]]两个子问题递推而来,所以在每次主循环中,以v...0的次序来递推即可,因为若是以0...v的次序来推的话,f[v]则是由f[i-1][v]和f[i][v-c[i]](f[i-1][v-c[i])已被覆盖)两个状态递推而来。

完全背包问题

  •  题目描述:有n件物品和一个容量为v的背包,每件物品有无限个,第i件物品的重量为c[i],价值为w[i],求解将哪些物品放入背包中,是得这些物品的总重量不超过v且总价值最大。
  • 基本思路:将此问题转化为0-1背包问题求解。把第i种物品拆成费用为c[i]*2^k、价值为w[i]*2^k的若干件物品,其中k满足c[i]*2^k<v,因为不管选取几件第i种物品,总可以表示成2^k的和。通过这种转化可以将完全背包问题转化为0-1背包问题,时间,空间复杂度均为不变。
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