【发布时间】:2011-06-23 13:27:06
【问题描述】:
我知道如何使用动态编程方法解决背包 0-1 问题,但是在不影响 O(N * C)(N 个项目,C 容量)的复杂性的情况下确定要拿哪些物品时遇到了麻烦。
有什么想法(我更喜欢自下而上的方法)?
【问题讨论】:
标签: algorithm path dynamic-programming knapsack-problem bottom-up
我知道如何使用动态编程方法解决背包 0-1 问题,但是在不影响 O(N * C)(N 个项目,C 容量)的复杂性的情况下确定要拿哪些物品时遇到了麻烦。
有什么想法(我更喜欢自下而上的方法)?
【问题讨论】:
标签: algorithm path dynamic-programming knapsack-problem bottom-up
假设,现在您将结果存储在数组 bool[] a 中,其中当 sum i 可以达到时,a[i] 为真。
您将需要另一个数组int[] b,其中b[i] 是您放入背包以求和i 的最后一个元素。
那么,你在哪里
a[i] = true;
你需要
a[i] = true;
b[i] = current_item;
那么,找出哪些项可以取到 sum i 就是一个简单的循环。
PS 为简单起见我使用了两个数组,但显然数组a 可以去掉。
【讨论】:
O(N * C) 但使用 O(N * C) 空间的解决方案。我不认为只用一两个数组就可以重建。
b 或使用它重新创建解决方案?
b 重新创建解决方案?
这里是在 O(n) 时间内重建路径的修改
int knapsack(int weight[], int profit[], int no_of_items, int capacity) {
for (int var = 0; var <= capacity; ++var) {
dp[0][var] = 0;
}
for (int var = 0; var <= no_of_items; ++var) {
path[var] = false;
}
int using_item_i, without_using_item_i;
for (int i = 1; i <= no_of_items; ++i) {
for (int j = 1; j <= capacity; ++j) {
without_using_item_i = dp[i - 1][j];
using_item_i = 0;
if ((weight[i]) <= j) {
using_item_i = dp[i - 1][j - weight[i]] + profit[i];
}
if (using_item_i >= without_using_item_i) {
taken[i][j] = true;
dp[i][j] = using_item_i;
} else {
taken[i][j] = false;
dp[i][j] = without_using_item_i;
}
}
}
//Reconstructing back the path
int j = capacity;
for (int i = no_of_items; i >= 0; --i) {
if (taken[i][j]) {
path[i] = true;
cnt++;
}
j = j - weight[i];
}
return dp[no_of_items][capacity];
}
【讨论】:
boolean[] solution = new boolean[nItems];
for (int i = nItems, c = maxCapacity; i > 0 && c > 0; i--) {
int iThItemAddedValue = value[i - 1][c - weights[i - 1]] + values[i - 1];
int iThItemInheritedValue = value[i - 1][c];
if (iThItemAddedValue > iThItemInheritedValue) {
solution[i - 1] = true;
c = c - weights[i - 1];
} else {
solution[i - 1] = false;
}
}
【讨论】:
public class Knapsackproblem {
private static int[][] cache;
public static void main(String[] args) {
int val[] = new int[]{60, 100, 120};
int wt[] = new int[]{10, 20, 30};
int W = 50;
int n = val.length;
System.out.println(knapSack(W, wt, val, n));
printValues(wt,val);
}
/**
* This method will find the result with
* more value with weight less than or equal
* to given weight
* @param w given weight
* @param wt arrays of weights
* @param val array of values
* @param n length of the array
* @return max value we can obtain
*/
private static int knapSack(int w, int[] wt, int[] val, int n) {
cache = new int[n+1][w+1];
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= w; j++) {
if(j < wt[i-1]){
cache[i][j] = cache[i-1][j];
}else {
cache[i][j] = Math.max(cache[i-1][j],(cache[i-1][j-wt[i-1]])+val[i-1]);
}
}
}
for (int[] aCache : cache) {
System.out.println(Arrays.toString(aCache));
}
return cache[n][w];
}
private static void printValues(int[] wt, int[] val) {
int m = cache.length-1;
int n = cache[0].length-1;
util(wt,val,m,n);
}
private static void util(int[] wt, int[] val, int m, int n) {
if(m <=0 || n<=0) return;
if((cache[m][n] != cache[m-1][n]) && (cache[m][n] != cache[m][n-1])){
System.out.println(val[m-1]+"-->"+wt[m-1]);
util(wt, val, m-1, (n - wt[m - 1] + 1));
}else
if(cache[m][n] == cache[m-1][n]){
util(wt,val,m-1,n);
}
else if(cache[m][n] == cache[m][n-1])
util(wt,val,m,n-1);
else
util(wt,val,m,(n-val[m-1]+1));
}
}
【讨论】:
https://www.dropbox.com/s/ish7t5vgy91fovt/Screenshot%202017-01-01%2015.16.31.png?dl=0
在调用者中打印tmpList,你会得到答案
【讨论】: