算法设计之0-1背包问题

1.题目分析:

考虑到每种物品只有2 种选择,即装入背包或不装入背包,并且物品数和背包容量已给定,要计算装入背包物品的最大价值和最优装入方案,可用回溯法搜索子集树的算法进行求解。

2.算法设计:
a. 物品有n种,背包容量为C,分别用p[i]和w[i]存储第i种物品的价值和重量,用
x[i]标记第i种物品是否装入背包,用bestx[i]存储第i种物品的最优装载方案;
b. 用递归函数Backtrack (i,cp,cw)来实现回溯法搜索子集树(形式参数i表示递归深
度,n用来控制递归深度,形式参数cp和cw表示当前总价值和总重量,bestp表示当前
最优总价值):
① 若i >n,则算法搜索到一个叶结点,判断当前总价值是否最优:
1> 若cp>bestp,更新当前最优总价值为当前总价值(即bestp=cp),更新
装载方案(即bestx[i]=x[i]( 1≤i≤n));
② 采用for循环对物品i装与不装两种情况进行讨论(0≤j≤1):
1> x[i]=j;
2> 若总重量不大于背包容量(即cw+x[i]*w[i]<=c),则更新当前总价 br=""> 值和总重量(即cw+=w[i]*x[i],cp+=p[i]*x[i]), 对物品i+1调用递归函
数Backtrack(i+1,cp,cw) 继续进行装载;
3> 函数Backtrack(i+1,cp,cw)调用结束后则返回当前总价值和总重量
(即 cw-=w[i]*x[i],cp-=p[i]*x[i]);
4> 当j>1时,for循环结束;
③ 当i=1时,若已测试完所有装载方案,外层调用就全部结束;
c. 主函数调用一次backtrack(1,0,0)即可完成整个回溯搜索过程,最终得到的bestp和bestx[i]即为所求最大总价值和最优装载方案。 
最后给出代码。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h
int n,c,bestp;
int p[10000],w[10000],x[10000],bestx[10000];

void Backtrack(int i,int cp,int cw)

int j;
if(i>n)
{
if(cp>bestp)
{
bestp=cp;
for(i=0;i<=n;i++) bestx[i]=x[i];
}
}
else 
for(j=0;j<=1;j++) 
{
x[i]=j;
if(cw+x[i]*w[i]<=c) 
{
cw+=w[i]*x[i];
cp+=p[i]*x[i];
Backtrack(i+1,cp,cw);
cw-=w[i]*x[i];
cp-=p[i]*x[i];
}
}
}

int main()
{
int i;
bestp=0; 
printf("请输入背包最大容量: ");
scanf("%d",&c);
printf("请输入物品个数: ");
scanf("%d",&n);
printf("请依次输入物品的重量: ");
for(i=1;i<=n;i++) 
scanf("%d",&w[i]);
printf("请依次输入物品的价值: ");
for(i=1;i<=n;i++) 
scanf("%d",&p[i]);
Backtrack(1,0,0);
printf("最大价值为: ");
printf("%d ",bestp);
printf("被选中的物品依次是(0表示未选中,1表示选中) ");
for(i=1;i<=n;i++) 
printf("%d ",bestx[i]);
printf(" ");
return 0;
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/yinson/p/5554312.html