背包问题详解
分析:典型的01背包问题,设dp[i][j]为空间(也就是题面中的时间)是j的背包在装前i个物品(草药)所得的最大价值,v[i]为第i个物品的重量(采药的时间),w[i]为第i个物品(草药)的价值,则有:
当j>v[i]时,dp[i][j]=max{dp[i-1][j],dp[i-1][j-v[i]]+w[i]}
当j<=v[i]时,dp[i][j]=dp[i-1][j]
接下来,我们就来详细解析一下我们的前辈是怎样得到这个公式的。(知道的可以跳过)
假设我们现在有这样一组数据:
10 4
3 4
4 7
6 11
8 16
我们需要列一个表格,来模拟dp数组变化的过程。
如果你模拟的没错的话,表格最后会是这样的:
我们发现,dp[i][j]总比上面的dp[i-1][j]多(或相等),这是为什么呢?
因为,dp[i][j]表示的是空间是j的背包在装前i个物品所得的最大价值,少装一个物品(也有可能装的一样)不可能比多装一个物品的价值高。
因为上一行(dp[i-1][j])已经把能装的都装了,所以我们只需要考虑当前物品是否能装的下当前的背包就可以了。
所以,有了这个神奇的状态转移方程:
当j>v[i]时,f[i][j]=max{f[i-1][j],f[i-1][j-v[i]]+w[i]}
当j<=v[i]时,f[i][j]=f[i-1][j]
ok,说了这么多,终于到了大家期待的代码环节:
献上本蒟蒻的代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int n,m;
int w[105],v[105],dp[105][1005];
memset(dp,0,sizeof(dp));
int i,j;
scanf("%d %d",&m,&n);
for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d %d",&v[i],&w[i]);
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(j=0;j<=m;j++)
{
if(j<v[i]) dp[i][j]=dp[i-1][j];
else dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-v[i]]+w[i]);
}
}
printf("%d\n",dp[n][m]);
return 0;
}
但是------------------
这个代码是能进行空间优化的!(虽然这道题不需要)
考虑到状态转移方程只对上一行(dp[i-1][j])进行操作,所以我们可以将dp数组从这样:
dp[105][1005]
变成这样:
dp[1005](详见代码)
这,就是传说中的滚动数组。
当然,优化了空间之后,中间的操作也需要一些特殊的操作。(详见代码)
献上本蒟蒻的滚动数组代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int n,m;
int w[105],v[105],dp[1005];
memset(dp,0,sizeof(dp));
int i,j;
scanf("%d %d",&m,&n);
for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d %d",&v[i],&w[i]);
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=m;j>=0;j--)
if(j>=v[i]) dp[j]=max(dp[j-v[i]]+w[i],dp[j]);
printf("%d\n",dp[m]);
return 0;
}
评测结果:
不加空间优化:
加滚动数组空间优化:
虽然好像没什么变化