01背包

有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用(即体积,下同)是w[i],价值是c[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。

基本思路:   

  这是最基础的背包问题,特点是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。   

  用子问题定义状态:即f[i][v]表示前i件物品(部分或全部)恰放入一个容量为v的背包可以获得的最大价值。

  则其状态转移方程便是:f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-w[i]]+c[i]}。   

  这个方程非常重要,基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来的。

  所以有必要将它详细解释一下:“将前i件物品放入容量为v的背包中”这个子问题,若只考虑第i件物品的策略(放或不放),那么就可以转化为一个只牵扯前i-1件物品的问题。如果不放第i件物品,那么问题就转化为“前i-1件物品放入容量为v的背包中”;如果放第i件物品,那么问题就转化为“前i-1件物品放入剩下的容量为v-w[i]的背包中”,此时能获得的最大价值就是f [i-1][v-w[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值c[i]。

  注意f[i][v]有意义当且仅当存在一个前i件物品的子集,其费用总和为v。所以按照这个方程递推完毕后,最终的答案并不一定是f[N][V],而是f[N][0..V]的最大值。如果将状态的定义中的“恰”字去掉,在转移方程中就要再加入一项f[i-1][v],这样就可以保证f[N][V]就是最后的答案。

  但是若将所有f[i][j]的初始值都赋为0,你会发现f[n][v]也会是最后的答案。  

  因为这样你默认了最开始f[i][j]是有意义的,只是价值为0,就看作是无物品放的背包价值都为0,所以对最终价值无影响,这样初始化后的状态表示就可以把“恰”字去掉。

e.g.

【问题描述】 一个旅行者有一个最多能用m公斤的背包,现在有n件物品,它们的重量分别是W1,W2,...,Wn,它们的价值分别为C1,C2,...,Cn.若每种物品只有一件求旅行者能获得最大总价值。

【输入格式】 第一行:两个整数,M(背包容量,M<=200)和N(物品数量,N<=30); 第2..N+1行:每行二个整数Wi,Ci,表示每个物品的重量和价值。

【输出格式】 仅一行,一个数,表示最大总价值。

【样例输入】10 4 2 1 3 3 4 5 7 9

【样例输出】12

#include<cstdio>
using namespace std;
const int maxm = 201, maxn = 31;
int m, n;
int w[maxn], c[maxn];
int f[maxn][maxm]; 

int max(int x,int y)  { x>y?x:y;}                     //求x和y最大值

int main(){
    scanf("%d%d",&m, &n);         //背包容量m和物品数量n
    for (int i = 1; i <= n; i++)         //在初始化循环变量部分,定义一个变量并初始化
      scanf("%d%d",&w[i],&c[i]);    //每个物品的重量和价值
    for (int i = 1; i <= n; i++)         // f[i][v]表示前i件物品,总重量不超过v的最优价值
        for (int v = m; v > 0; v--)
            if (w[i] <= v)  f[i][v] = max(f[i-1][v],f[i-1][v-w[i]]+c[i]);
               else  f[i][v] = f[i-1][v];
     printf("%d",f[n][m]);           // f[n][m]为最优解
     return 0;
}
【解法一】设f[i][v]表示前i件物品,总重量不超过v的最优价值,则f[i][v]=max(f[i-1][v-w[i]]+c[i],f[i-1][v]) ;f[n][m]即为最优解 

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