背包问题--01背包 【模板】

xiaoxiao2021-02-28  63

首先01背包题目的雏形是

N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。

从这个题目中可以看出,01背包的特点就是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。

其状态转移方程是:

f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}

对于这方方程其实并不难理解,方程之中,现在需要放置的是第i件物品,这件物品的体积是c[i],价值是w[i],因此f[i-1][v]代表的就是不将这件物品放入背包,而f[i-1][v-c[i]]+w[i]则是代表将第i件放入背包之后的总价值,比较两者的价值,得出最大的价值存入现在的背包之中。

理解了这个方程后,将方程代入实际题目的应用之中,可得

[cpp]  view plain  copy for(i = 1; i<=n; i++)   {       for(j = v; j>=c[i]; j--)//在这里,背包放入物品后,容量不断的减少,直到再也放不进了       {           f[i][v]=max(f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]);       }   }  

理解了01背包之后,下面就来看看实际的题目

HDU2546:饭卡 http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2546 很经典的一道01背包题,要注意的是这里只要剩余的钱不低于5元,就可以购买任何一件物品,所以5在这道题中是很特许的,再使用01背包之前,我们首先要在现在所拥有的余额中保留5元,用这五元去购买最贵的物品,而剩下的钱就是背包的总容量,可以随意使用,因此可得代码

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      int cmp(int a,int b)   {       return a<b;   }      int main()   {       int n;       while(~scanf("%d",&n),n)       {           int i,price[2013]= {0},dp[2013] = {0};           for(i = 1; i<=n; i++)               scanf("%d",&price[i]);           sort(price+1,price+1+n,cmp);           int MAX=price[n];           int j,m;           scanf("%d",&m);           if(m<5)//低于5元不能购买           {               printf("%d\n",m);               continue;           }           m-=5;//取出5元用于购买最贵的物品           for(i = 1; i<n; i++)//01背包           {               for(j = m;j>=price[i];j--)               {                   dp[j] = max(dp[j],dp[j-price[i]]+price[i]);               }           }           printf("%d\n",m+5-dp[m]-MAX);       }          return 0;   }  

 

 

HDU1171:Big Event in HDU

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1171

这道题咋看有点复杂,其实也只是换了一种思维,因为题目要求要尽量平均分配,所以我们可以先将总价值sum求出,然后得出其分配的平均值为sum/2,要注意这个答案可能为小数,但是又因为sum是整数,所以最后得出的sum/2是要小于等于实际的值。将这个结果进行01,背包,可以得出其中一个宿舍所得的最大价值,而另一个宿舍的最大价值也可以相应的得到,而前者必定小于等于后者。

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <string.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      int val[5005];   int dp[255555];      int main()   {       int n,i,j,a,b,l,sum;       while(~scanf("%d",&n),n>0)       {           memset(val,0,sizeof(val));           memset(dp,0,sizeof(dp));           l = 0;           sum = 0;           for(i = 0;i<n;i++)           {               scanf("%d%d",&a,&b);               while(b--)               {                   val[l++] = a;//将价值存入数组                   sum+=a;               }           }           for(i = 0;i<l;i++)           {               for(j = sum/2;j>=val[i];j--)//01背包               {                   dp[j] = max(dp[j],dp[j-val[i]]+val[i]);               }           }           printf("%d %d\n",sum-dp[sum/2],dp[sum/2]);       }          return 0;   }  

HDU2602:Bone Collector

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2602

经典的01背包题,给出了石头的数量与背包的容量,然后分别给出每个石头的容量与价值,要求最优解,经过前面的练手,这道题已经是很简单了,可以说是01背包果题。

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <string.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      struct Node   {       int h;       int v;   } node[1005];      int main()   {       int t,n,m,l;       int dp[1005];       scanf("%d",&t);       while(t--)       {           scanf("%d%d",&n,&m);           int i;           for(i = 1; i<=n; i++)               scanf("%d",&node[i].h);           for(i = 1; i<=n; i++)               scanf("%d",&node[i].v);           memset(dp,0,sizeof(dp));           for(i = 1; i<=n; i++)           {               for(l = m; l>=node[i].v; l--)                   dp[l] = max(dp[l],dp[l-node[i].v]+node[i].h);           }           printf("%d\n",dp[m]);       }          return 0;   }  

HDU2639:Bone Collector II(01背包第k优解)

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2639

解决了上面那倒题目之后,这道题跟上面的题目有些不同,因为这里要求的是第K优解

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <string.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      struct Node   {       int price;       int val;   } node[1005];      int main()   {       int t;       scanf("%d",&t);       while(t--)       {           int n,v,k,i,dp[1005][31] = {0},a[31],b[31];           scanf("%d%d%d",&n,&v,&k);           for(i = 0; i<n; i++)               scanf("%d",&node[i].price);           for(i = 0; i<n; i++)               scanf("%d",&node[i].val);           int j;           for(i = 0; i<n; i++)           {               for(j = v; j>=node[i].val; j--)               {                   int cnt = 0,d;                   for(d = 1; d<=k; d++)//分别将放入第i个石头与不放第i个石头的结果存入a,b,数组之中                   {                       a[d] = dp[j-node[i].val][d]+node[i].price;                       b[d] = dp[j][d];                   }                   int x,y,z;                   x = y = z = 1;                   a[d] = b[d] = -1;                   while(z<=k && (x<=k || y<=k))//循环找出前K个的最优解                   {                       if(a[x] > b[y])                       {                           dp[j][z] = a[x];                           x++;                       }                       else                       {                           dp[j][z] = b[y];                           y++;                       }                       if(dp[j][z]!=dp[j][z-1])                       z++;                   }               }           }           printf("%d\n",dp[v][k]);       }          return 0;   }  

 

HDU2955:Robberies

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2955

这道题有点特别,咋看之下其状态转移方程似乎有些不同,但事实上远离是相通的,要注意其精度

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      struct Bank   {       int money;       double p;   } bank[10005];      int main()   {       int n,t;       double p;       scanf("%d",&t);       while(t--)       {           scanf("%lf%d",&p,&n);           p = 1-p;           int i,j,sum = 0;           for(i = 0; i<n; i++)           {               scanf("%d%lf",&bank[i].money,&bank[i].p);               bank[i].p = 1-bank[i].p;               sum+=bank[i].money;           }           double dp[10005]= {1.0};           for(i = 0; i<n; i++)           {               for(j = sum; j>=bank[i].money; j--)               {                   dp[j] = max(dp[j],dp[j-bank[i].money]*bank[i].p);               }           }           for(i = sum; i>=0; i--)           {               if(dp[i]-p>0.000000001)               {                   printf("%d\n",i);                   break;               }           }       }          return 0;   }  

HDU3466:Proud Merchants

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3466

这道题由于规定了手上的前低于q时就不能购买该样东西,所以要先将商品按q-p排序,剩下的就是简单的01背包了

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <string.h>   #include <algorithm>   using namespace std;      struct node   {       int p,q,v;   } a[555];      int cmp(node x,node y)//按q-p排序,保证差额最小为最优   {       return x.q-x.p<y.q-y.p;   }      int main()   {       int n,m,i,j;       int dp[5555];       while(~scanf("%d%d",&n,&m))       {           for(i = 0; i<n; i++)               scanf("%d%d%d",&a[i].p,&a[i].q,&a[i].v);           memset(dp,0,sizeof(dp));           sort(a,a+n,cmp);           for(i = 0; i<n; i++)           {               for(j = m; j>=a[i].q; j--)//剩余的钱大于q才能买               {                   dp[j] = max(dp[j],dp[j-a[i].p]+a[i].v);//这里的j-a[i].p决定了之前的排序方法               }           }           printf("%d\n",dp[m]);       }          return 0;   }  

 

HDU1864:最大报销额

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1864

题目中药注意的有几样,首先每张发票中单件物品价格不能超过600,其次发票总额不能超过1000,而且发票上的物品必须是ABC三类,将满足以上条件的发票存入数组之中,就是裸01背包

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <algorithm>   #include <string.h>   using namespace std;      int dp[3000050];//由于每张发票不超过1000,最多30张,扩大100倍数后开这么大即可      int main()   {       char ch;       double x,y;       int sum,a,b,c,money[35],v;       int t,i,j,k;       while(~scanf("%lf%d",&x,&t),t)       {           sum = (int)(x*100);//将小数化作整数处理           memset(money,0,sizeof(money));           memset(dp,0,sizeof(dp));           int l = 0;           for(i = 0; i<t; i++)           {               scanf("%d",&k);               a = b = c = 0;               int flag = 1;               while(k--)               {                   scanf(" %c:%lf",&ch,&y);                   v = (int)(y*100);                   if(ch == 'A' && a+v<=60000)                       a+=v;                   else if(ch == 'B' && b+v<=60000)                       b+=v;                   else if(ch == 'C' && c+v<=60000)                       c+=v;                   else                       flag = 0;               }               if(a+b+c<=100000 && a<=60000 && b<=60000 && c<=60000 && flag)//按题意所说,必须满足这些条件                   money[l++] = a+b+c;           }           for(i = 0; i<=l; i++)           {               for(j = sum; j>=money[i]; j--)                       dp[j] = max(dp[j],dp[j-money[i]]+money[i]);           }           printf("%.2lf\n",dp[sum]/100.0);       }          return 0;   }   关于0/1背包就讲这么多,多做题自己体会。

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