动态规划DP-背包问题-ACM

xiaoxiao2025-09-08  132

首先上一个神级的教程,背包九讲 这个教程讲解详细,读懂了大有裨益。 还有一篇比较有帮助:https://www.cnblogs.com/Christal-R/p/Dynamic_programming.html 首先是一个完全背包问题(恰好装满):https://vjudge.net/contest/263202#problem/A

AC code: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 125; int dp[maxn+5][maxn + 5]; int n = 0; void solve(){ fill(dp[0],dp[0]+(maxn+5)*(maxn+5),0);//详情见背包九讲的初始化问题 for(int i = 0;i <= maxn;++i){//初始化,这是合法状态 dp[1][i] = 1; } for(int i = 1;i <= maxn;++i){//恰好装满 dp[i][0] = 1; } for(int i = 2;i <= maxn;++i){ for(int j = 1;j <= maxn;++j){ dp[i][j] = dp[i-1][j] + (j >= i ? dp[i][j-i]:0); } } } int main(){ solve(); while(~scanf("%d",&n)){ printf("%d\n",dp[n][n]); } return 0; }

接下来是一个多重背包问题:https://vjudge.net/contest/263202#problem/B

AC code: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 300; int dp[18][maxn + 5];//dp[i][j]表示使用前i种货币,凑出j元的方法数 int n = 0; void solve(){ fill(dp[0],dp[0]+18*(maxn+5),0); for(int i = 0;i <= maxn;++i){ dp[1][i] = 1; } for(int i = 1;i <= 17;++i){//要初始化为1 dp[i][0] = 1; } for(int i = 2;i <= 17;++i){ for(int j = 1;j <= maxn;++j){ dp[i][j] = dp[i-1][j] + (j >= i*i? dp[i][j-i*i]:0);//i,j状态由只是用前i-1种货币 //凑成j元的方法数+使用前i种货币j-i元(在加上i元货币)的方法数 } } /* for(int i = 1;i <= 4;++i){ for(int j = 0;j <= 4;++j){ printf("%d%c",dp[i][j],(j == 10)?'\n':' '); } } */ } int main(){ solve(); while(~scanf("%d",&n) && n != 0){ printf("%d\n",dp[17][n]); } return 0; }

上面两个问题的初始化是一样的。背包九讲有段话话很重要 初始化的细节问题: 我们看到的求解最优解的背包问题中,事实和桑有两种不太相同的问法。

要求”背包恰好装满“ 时的最优解不要求背包一定要被装满时的最优解

我们上面所讨论的就是第2种, 不要求背包一定要被装满时的最优解。 一种区别这两种问法的实现方法是在初始化的时候有所不不同。

如果是第一种问法,要求恰好装满背包,那么在初始化时除了 dp[0]dp[0] 为0, 其他dp[1…W]均设为−∞dp[1…W]均设为−∞ ,这样就可以保证最终得到 dp[W]dp[W] 是一种恰好装满背包的最优解 如果并没有要求必须把背包装满,而是只希望价格尽量大,初始化时应该将dp[0…W]dp[0…W] 全部设为0。

这是为什么呢?可以这样理解:初始化的dpdp 数组事实上就是在没有任何物品可以放入背包时的合法状态。如果要求背包恰好装满,那么此时只有容量为0的背包可以在什么也不装的状态下被 “恰好装满” ,此时背包价值为0。其他容量的背包均没有合法的解,属于未定义的状态,所以都应该被赋值为 −∞−∞ 。当前的合法解,一定是从之前的合法状态推得的

如果背包并非必须被装满,那么任何容量的背包都有一个合法解 “什么也不装”,这个解的价值为0,所以初始化时状态的值也就全部为0了。 接下来还是一个多重背包的问题:https://vjudge.net/contest/263202#problem/C

AC code: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 8e3 ; int num[4]; int val[4] = {0,1,2,5}; bool dp[maxn+10]; void solve(){ int ma = num[1] + 2*num[2] + 5*num[3]; fill(dp,dp+maxn+10,false); dp[0] = true; for(int i = 1;i <= 3;++i){ for(int k = 1;k <= num[i];++k){ for(int j = ma;j >= 1;--j){ dp[j] = (dp[j] || dp[j-val[i]]); //cout << i << " " << j << " " << dp[j] << endl; } } } for(int i = 1;i <= ma+1;++i){ if(dp[i] == false){ printf("%d\n",i); return ; } } } int main(){ while(~scanf("%d %d %d",&num[1],&num[2],&num[3])){ if(num[1] == 0 && num[2] == 0 && num[3] == 0){ break; } solve(); } return 0; }

加了最大值最小值限制的多重背包:https://vjudge.net/contest/263202#problem/R

AC code: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 100 + 10; int dp[maxn][maxn][maxn];//dp[i][j][k]表示使用了i种水果,有了j个盘,在第i种水果使用了k个 struct node{ int mi,ma; }; node num[maxn]; #define INF 1e6 int n = 0,m = 0; void solve(){ fill(dp[0][0],dp[0][0]+maxn*maxn*maxn,0); for(int i = 1;i <= m;++i){//非法状态初始化为-1 dp[0][i][0] = -INF; } for(int i = num[1].mi;i <= num[1].ma;++i){//第一个盘子的初始化 dp[1][i][i] = 1; } for(int i = 2;i<= n;++i){ for(int j = 0;j <= m;++j){ for(int k = num[i].mi;j +k <= m && k <= num[i].ma;++k){ for(int l = num[i-1].mi;l <= num[i-1].ma;++l){ if(dp[i-1][j][l] == -INF){ continue; } dp[i][j+k][k] += dp[i-1][j][l];//由第i-1种转移而来,所以要遍历i-1种的情况 } } } } int ans = 0; for(int i = num[n].mi;i <= num[n].ma;++i){//第n种水果使用了i个的种数 ans += dp[n][m][i];//答案要把他们加起来 } printf("%d\n",ans); } int main(){ while(~scanf("%d %d",&n,&m)){ for(int i = 1;i <= n;++i){ scanf("%d %d",&num[i].mi,&num[i].ma); } solve(); } return 0; }
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