多重背包

转自:http://blog.csdn.net/lyhvoyage/article/details/8545852
多重背包(MultiplePack): 有N种物品和一个容量为V的背包。第i种物品最多有n[i]件可用,每件费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。

这题目和完全背包问题很类似。基本的方程只需将完全背包问题的方程略微一改即可,因为对于第i种物品有n[i]+1种策略:取0件,取1件……取n[i]件。令f[i][v]表示前i种物品恰放入一个容量为v的背包的最大权值

f[i][v]=max{f[i-1][v-k*c[i]]+k*w[i]|0<=k<=n[i]}

这里有两种方法,第一:转化为01背包,第二:可以转换成二进制。
普通的转换对于数量较多时,则可能会超时,可以转换成二进制

第一种方法:对于普通的。就是多了一个中间的循环,把j=0~bag[i],表示把第i中背包从取0件枚举到取bag[i]件
给出一个例题:(http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2191)

代码 转化为01背包
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;

int Value[105];
int Cost[105];
int Bag[105];
int dp[105];

int main()
{
    int C,m,n;
    scanf("%d",&C);
    while(C--)
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i = 1; i <= m; i++)
            scanf("%d%d%d",&Cost[i],&Value[i],&Bag[i]);
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(int i=1; i<= m; i++)
            for(int j=1; j<=Bag[i]; j++)
                for(int k=n; k>=Cost[i]; k--)
                    dp[k]=max(dp[k], dp[k-Cost[i]]+Value[i]);
        printf("%d
",dp[n]);
    }
    return 0;
}

第二种方法
多重背包转换成 01 背包问题就是多了个初始化,把它的件数C 用二进制分解成若干个件数的集合,这里面数字可以组合成任意小于等于C的件数,而且不会重复,之所以叫二进制分解,是因为这样分解可以用数字的二进制形式来解释
比如:7的二进制 7 = 111 它可以分解成 001 010 100 这三个数可以组合成任意小于等于7 的数,而且每种组合都会得到不同的数
15 = 1111 可分解成 0001 0010 0100 1000 四个数字
如果13 = 1101 则分解为 0001 0010 0100 0110 前三个数字可以组合成 7以内任意一个数,即1、2、4可以组合为1——7内所有的数,加上 0110 = 6 可以组合成任意一个大于6 小于等于13的数,比如12,可以让前面贡献6且后面也贡献6就行了。虽然有重复但总是能把 13 以内所有的数都考虑到了,基于这种思想去把多件物品转换为,多种一件物品,就可用01 背包求解了。
看代码:

int n;  //输入有多少种物品
int c;  //每种物品有多少件
int v;  //每种物品的价值
int s;  //每种物品的尺寸
int count = 0; //分解后可得到多少种物品
int value[MAX]; //用来保存分解后的物品价值
int size[MAX];  //用来保存分解后物品体积

scanf("%d", &n);    //先输入有多少种物品,接下来对每种物品进行分解

while (n--)     //接下来输入n中这个物品
{
    scanf("%d%d%d", &c, &s, &v);  //输入每种物品的数目和价值
    for (int k=1; k<=c; k<<=1)   //<<右移 相当于乘二
    {
        value[count] = k*v;
        size[count++] = k*s;
        c -= k;
    }
    if (c > 0)
    {
        value[count] = c*v;
        size[count++] = c*s;
    }
}

定理:一个正整数n可以被分解成1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1(k是满足n-2^k+1>0的最大整数)的形式,且1~n之内的所有整数均可以唯一表示成1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1中某几个数的和的形式。
证明如下:
(1) 数列1,2,4,…,2^(k-1),n-2^k+1中所有元素的和为n,所以若干元素的和的范围为:[1, n];
(2)如果正整数t<= 2^k – 1,则t一定能用1,2,4,…,2^(k-1)中某几个数的和表示,这个很容易证明:我们把t的二进制表示写出来,很明显,t可以表示成n=a0*2^0+a1*2^1+…+ak*2^(k-1),其中ak=0或者1,表示t的第ak位二进制数为0或者1.
(3)如果t>=2^k,设s=n-2^k+1,则t-s<=2^k-1,因而t-s可以表示成1,2,4,…,2^(k-1)中某几个数的和的形式,进而t可以表示成1,2,4,…,2^(k-1),s中某几个数的和(加数中一定含有s)的形式。
(证毕!)

二进制优化代码
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int nCase,Limit,nKind,i,j,  v[111],w[111],c[111],dp[111];
    //v[]存价值,w[]存尺寸,c[]存件数
    //在本题中,价值是米的重量,尺寸是米的价格
    int count,Value[1111],size[1111];
    //count存储分解完后的物品总数
    //Value存储分解完后每件物品的价值
    //size存储分解完后每件物品的尺寸
    cin>>nCase;
    while(nCase--)
    {
        count=0;
        cin>>Limit>>nKind;
        for(i=0; i<nKind; i++)
        {
            cin>>w[i]>>v[i]>>c[i];
            //对该种类的c[i]件物品进行二进制分解
            for(j=1; j<=c[i]; j<<=1)
            {
                //<<左移1位,相当于乘2
                Value[count]=j*v[i];
                size[count++]=j*w[i];
                c[i]-=j;
            }
            if(c[i]>0)
            {
                Value[count]=c[i]*v[i];
                size[count++]=c[i]*w[i];
            }
        }
        //经过上面对每一种物品的分解,
        //现在Value[]存的就是分解后的物品价值
        //size[]存的就是分解后的物品尺寸
        //count就相当于原来的n
        //下面就直接用01背包算法来解
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        for(i=0; i<count; i++)
            for(j=Limit; j>=size[i]; j--)
                    dp[j]=max(dp[j],dp[j-size[i]]+Value[i]);

        cout<<dp[Limit]<<endl;
    }
    return 0;
}
模板
#include<stdio.h>  
#include<string.h>  
int dp[102];  
int p[102],h[102],c[102];  
int n,m;  
void comback(int v,int w)//经费,重量。完全背包;  
{  
    for(int i=v; i<=n; i++)  
        if(dp[i]<dp[i-v]+w)  
            dp[i]=dp[i-v]+w;  
}  
void oneback(int v,int w)//经费,重量;01背包;  
{  
    for(int i=n; i>=v; i--)  
        if(dp[i]<dp[i-v]+w)  
            dp[i]=dp[i-v]+w;  
}  
int main()  
{  
    int ncase,i,j,k;  
    scanf("%d",&ncase);  
    while(ncase--)  
    {  
        memset(dp,0,sizeof(dp));  
        scanf("%d%d",&n,&m);//经费,种类;  
        for(i=1; i<=m; i++)  
        {  
            scanf("%d%d%d",&p[i],&h[i],&c[i]);//价值,重量,数量;  
            if(p[i]*c[i]>=n) comback(p[i],h[i]);  
            else  
            {  
                for(j=1; j<c[i]; j<<1)  
                {  
                    oneback(j*p[i],j*h[i]);  
                    c[i]=c[i]-j;  
                }  
                oneback(p[i]*c[i],h[i]*c[i]);  
            }  
        }  
        printf("%d
",dp[n]);  
    }  
    return 0;  
}  

是不是还没懂啊!我反正不懂,那就再来一道模板题。
:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1059

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>
#include <vector>
#include <algorithm>
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
using namespace std;
int dp[50000],v;
void bag01(int c,int w)//01背包
{
    int i;
    for(i=v; i>=c; i--)
    {
        dp[i]=max(dp[i],dp[i-c]+w);
    }
}
void bagall(int c,int w)//完全背包
{
    int i;
    for(i=c; i<=v; i++)
    {
        dp[i]=max(dp[i],dp[i-c]+w);
    }
}
void multbag(int c,int w,int n)//多重背包
{
    if(c*n>=v)
    {
        bagall(c,w);
        return ;
    }
    int k=1;
    while(k<=n)
    {
        bag01(k*c,k*w);
        n=n-k;
        k=k*2;
    }
    bag01(n*c,n*w);
}
int main()
{
    int a[10],q=1;
    while(1)
    {
        mem(dp,0);
        int flag=0,sum=0;
        for(int i=0; i<6; i++)
        {
            scanf("%d",&a[i]);
            if(a[i]==0)
                flag++;
            else
                sum+=a[i]*(i+1);
        }
        if(flag==6)
            return 0;
        if(sum&1)//如果是奇数,直接输不能
            printf("Collection #%d:
Can't be divided.

",q++);
        else
        {
            v=sum/2;
            for(int i=0; i<6; i++)
                if(a[i])
                    multbag(i+1,i+1,a[i]);//进行多重背包
            if(v==dp[v])
                printf("Collection #%d:
Can be divided.

",q++);
            else
                printf("Collection #%d:
Can't be divided.

",q++);
        }
    }
    return 0;
}

因为三个背包加在一起太长,我都看不下去了,换个地方,
01背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54378762
完全背包:http://blog.csdn.net/zxy160/article/details/54410854

"No regrets."
原文地址:https://www.cnblogs.com/zxy160/p/7215173.html