九种背包问题,让你永恒拥有背包算法(贪心) - ppp_1026hc的博客 - CSDN博客



九种背包问题,让你永恒拥有背包算法(贪心) - ppp_1026hc的博客 - CSDN博客

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-c[i]]+w[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"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"i-1件物品放入剩下的容量为v-c[i]的背包中",此时能获得的最大价值就是f [i-1][v-c[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值w[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""字去掉,在转移方程中就要再加入一项f[i][v-1],这样就可以保证f[N] [V]就是最后的答案。至于为什么这样就可以,由你自己来体会了。 

优化空间复杂度 
以上方法的时间和空间复杂度均为O(N*V),其中时间复杂度基本已经不能再优化了,但空间复杂度却可以优化到O(V) 

先考虑上面讲的基本思路如何实现,肯定是有一个主循环i=1..N,每次算出来二维数组f[i][0..V]的所有值。那么,如果只用一个数组f [0..V],能不能保证第i次循环结束后f[v]中表示的就是我们定义的状态f[i][v]呢?f[i][v]是由f[i-1][v]f[i-1] [v-c[i]]两个子问题递推而来,能否保证在推f[i][v]时(也即在第i次主循环中推f[v]时)能够得到f[i-1][v]f[i-1][v -c[i]]的值呢?事实上,这要求在每次主循环中我们以v=V..0的顺序推f[v],这样才能保证推f[v]f[v-c[i]]保存的是状态f[i -1][v-c[i]]的值。伪代码如下: 

Read full article from 九种背包问题,让你永恒拥有背包算法(贪心) - ppp_1026hc的博客 - CSDN博客


No comments:

Post a Comment

Labels

Algorithm (219) Lucene (130) LeetCode (97) Database (36) Data Structure (33) text mining (28) Solr (27) java (27) Mathematical Algorithm (26) Difficult Algorithm (25) Logic Thinking (23) Puzzles (23) Bit Algorithms (22) Math (21) List (20) Dynamic Programming (19) Linux (19) Tree (18) Machine Learning (15) EPI (11) Queue (11) Smart Algorithm (11) Operating System (9) Java Basic (8) Recursive Algorithm (8) Stack (8) Eclipse (7) Scala (7) Tika (7) J2EE (6) Monitoring (6) Trie (6) Concurrency (5) Geometry Algorithm (5) Greedy Algorithm (5) Mahout (5) MySQL (5) xpost (5) C (4) Interview (4) Vi (4) regular expression (4) to-do (4) C++ (3) Chrome (3) Divide and Conquer (3) Graph Algorithm (3) Permutation (3) Powershell (3) Random (3) Segment Tree (3) UIMA (3) Union-Find (3) Video (3) Virtualization (3) Windows (3) XML (3) Advanced Data Structure (2) Android (2) Bash (2) Classic Algorithm (2) Debugging (2) Design Pattern (2) Google (2) Hadoop (2) Java Collections (2) Markov Chains (2) Probabilities (2) Shell (2) Site (2) Web Development (2) Workplace (2) angularjs (2) .Net (1) Amazon Interview (1) Android Studio (1) Array (1) Boilerpipe (1) Book Notes (1) ChromeOS (1) Chromebook (1) Codility (1) Desgin (1) Design (1) Divide and Conqure (1) GAE (1) Google Interview (1) Great Stuff (1) Hash (1) High Tech Companies (1) Improving (1) LifeTips (1) Maven (1) Network (1) Performance (1) Programming (1) Resources (1) Sampling (1) Sed (1) Smart Thinking (1) Sort (1) Spark (1) Stanford NLP (1) System Design (1) Trove (1) VIP (1) tools (1)

Popular Posts