01背包问题和完全背包问题

一、01背包问题

01背包字面意思来看0就是不拿,1就是拿,且每次只能拿一个物品放入背包。
两种做法:1.开二维数组 2.开一维数组
1.开二维数组的状态方程:

假设此情景为往固定容量的背包里装物品,使包内物品为最大价值
这个博主写的就很好理解 https://blog.csdn.net/weixin_43828245/article/details/86622480
在这里插入图片描述

 for(i=1;i<=n;i++)
    {
    
    
        for(j=1;j<=weight;j++)
        {
    
    
           if(m[i]>j)//装不下
            sum[i][j]=sum[i-1][j];
            else//能装下
            {
    
    
                sum[i][j]=max(sum[i-1][j-p[i]]+m[i],sum[i-1][j]);
                //比较装与不装的最大价值
            }
        }
    }
    printf("%d\n",sum[n][weight]);

实际上就是在每个物品的基础上,遍历所有可能的背包空间,如果放得下去就比较放与不放对价值的影响

2.开一维数组状态方程:

若剩余的容量能够装下该物品,则有两种情况,装或是不装;
若选择装,则sum[j]=sum[j-m[i]]+p[i];
若不装,则sum[j]=sum[j];
最终结果取两种情况的最大值:
sum[j]=max(sum[j],sum[j-m[i]]+p[i]);
(sum[j]表示容量不超过j时的最大价值)
转化为代码为:

for(int i=0;i<n;i++)
{
    
    
	for(int j=weight;j>=0;j--)
	{
    
    
	if(j>=m[i])
	sum[j]=max(sum[j],sum[j-m[i]]+p[i]);
	}
}
printf("%d\n",sum[weight]);

这里还需要注意,01背包的一维数组表示,更新的时候是逆序的,从代码不难看出,对一个值的更新是基于这个值左边的值进行更新的,如果是顺序更新,那么在更新时一定会先更新左边的值,从而使得后更新的值有可能基础被更新过了,而逆序更新就可以避免这个问题。也可以这么说,因为01背包里面每个物品只能放一次,如果顺序更新,那么假设状态1已经放了一个物品了,那么基于状态1的状态2如果需要更新,那么不就变成了放两个物品了么,这不就出错了,所以应该需要逆序更新。(该段文字转载于https://blog.csdn.net/weixin_43849505/article/details/89423390)

下面是相关例题:

A - 高数Umaru系列(9)——哈士奇

在这里插入图片描述
二维AC代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    
    
  int n,x,i,j;
  int p[101],m[101];
  int sum[101][1001]={
    
    0};
  while(~scanf("%d %d",&n,&x))
  {
    
    
      for(i=1;i<=n;i++)
    scanf("%d %d",&p[i],&m[i]);
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
    
    
        for(j=1;j<=x;j++)
        {
    
    
           if(p[i]>j)//手里的剩下的钱不够买
            sum[i][j]=sum[i-1][j];
            else//钱够买
            {
    
    
                int a1=sum[i-1][j-p[i]]+m[i];//选择买
                int a2=sum[i-1][j];//选择不买
                if(a1>a2)
                    sum[i][j]=a1;
                else sum[i][j]=a2;
            }
        }
    }
    printf("%d\n",sum[n][x]);
  }
    return 0;
}

一维AC代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int max(int a,int b)
{
    
    
    return a>b?a:b;
}
int main()
{
    
    
  int n,x,i,j;
  int p[101],m[101];
  while(~scanf("%d %d",&n,&x))
  {
    
    
      int sum[10001]={
    
    0};
      for(i=0;i<n;i++)
    scanf("%d %d",&p[i],&m[i]);
    for(i=0;i<n;i++)//遍历每一只哈士奇
    {
    
    
        for(j=x;j>=0;j--)//遍历剩下的每一块钱
        {
    
    
            if(j>=p[i])//当前剩的钱能够买下这只哈士奇
            sum[j]=max(sum[j],sum[j-p[i]]+m[i]);
        }
    }
    printf("%d\n",sum[x]);
  }
    return 0;
}

二、完全背包问题

完全背包问题和01背包问题都是相通的,区别就在于01不可以放多个同种物品而完全背包可以放多个同种物品。

在前面01背包讲一维化的地方说过,之所以逆序更新是防止放两个的情况出现,那么这里完全背包就正好利用了这一点,把01背包的逆序更新换成顺序更新,就可以解决放几个的问题了,把所有还可以放的状态都更新一遍,从左向右进行更新,如果前面的状态就已经放得下一个了,那么基于这个状态的另一个状态还可以再放一个,所以就基于上个状态继续更新,因而是正序更新。(该段文字转载于https://blog.csdn.net/weixin_43849505/article/details/89423390

转化为代码:

for(int i=0;i<n;i++)
{
    
    
	for(int j=0;j<=weight;j++)
	{
    
    
	   if(j>=m[i])
	   sum[j]=max(sum[j],sum[j-m[i]]+p[i]);
	}
}
printf("%d\n",sum[weight]);

例题:
在这里插入图片描述
输入输出样例:
在这里插入图片描述
AC代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int max(int a,int b)
{
    
    
    return a>b?a:b;
}
int main()
{
    
    
    int n,i,j,x,k;
    int s[3]={
    
    150,200,350};
    scanf("%d",&n);
    int sum[10001];
    for(k=0; k<n; k++)
    {
    
    
        scanf("%d",&x);
        memset(sum,0,sizeof(sum));
        for(i=0; i<3; i++)
        {
    
    
            for(j=0; j<=x; j++)//顺序更新
            {
    
    
            if(j>=s[i])
                    sum[j]=max(sum[j],sum[j-s[i]]+s[i])//比较
            }
        }
        printf("%d\n",x-sum[x]);
    }
    return 0;
}

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