【动态规划算法 01背包问题 图解+画表】简单理解

图解+表 希望这篇博客可以帮助你理解动态规划

1、动态规划算法的思想

  • 将大问题划分为小问题进行解决,从而一步步获取最优的处理办法
  • 动态算法和分治算法类似,基本都是将求解的问题,我们先分为子问题,先求解子问题的解,然后从这些子问题的解得到原问题的解
  • 与分治算法不同的是,适用于动态规的问题,经分解得到的子问题往往不是互相独立的,及就是下一个子问题的解是建立在上一个子阶段的基础上,进一步进行求解
  • 动态规划可以通过填表的方式来逐步的推进

说了这么多,不如举个栗子实在,上题

2、01背包问题

01背包问题是动态规划算法的一个出名的题,所以一般这个题会了,别的类似于动态规划的问题,都是照猫画虎,因为题型有限题无限

背包问题:有一个背包容量四磅,现有如下物品:

物品 重量(w) 价格(v)
吉他 1 1500
音箱 4 3000
电脑 3 2000

要求:所装物品不能重复,不能超过背包容量,并且总价值最大

思路:每次遍历到第i个物品,根据w[i]v[i]来确定是否要放入该物品,及就是给定的n个物品,设v[i],w[i]分别为第i个物品的价值和重量,C为被背包容量,再令v[i][j]来表示第前i个物品能够容量为j的背包的商品的最大价值

上面这段话比较难理解就是v[i][j]来表示第前i个物品能够容量为j的背包的商品的最大价值,ok,你不用理解了,下面通过画表的方式让你完全按理解:w[i]v[i]v[i][j]
在这里插入图片描述
为了更方便理解,我画了一个草图:
在这里插入图片描述
理解完上面的后,对于动态规划这类似,有专门的公式供我们使用:
(1)v[i][0] =v[0][j] = 0
填入表的第一行第一列是0
(2)当w[i]>j时:v[i][j] = v[i-1][j]
当准备加入的商品的容量大于当前背包容量时,那就是无法添加,还是用上一个单元格的装入
(3)当j>=w[j]时:v[i][j] = max{v[i-1][j],v[i]+v[i-1][j-w[i]]}
这个说的就是我上图中加入重量为3的物品到当前背包容量为4时候的分析情景

代码如下:

public class Main16 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        int []w = {
    
    0,1,4,3};
        int[]v = {
    
    0,1500,300,2000};

        int m = 4;//背包容量
        int n = v.length-1;//物品个数

        //创建二维数据  v[i][j]表示在前i个物品中能够装入容量为j的背包的最大价值
        int[][] V = new int[n+1][m+1];
        for (int i = 1;i<V.length;i++){
    
    
            for (int j = 1;j<V[0].length;j++){
    
    
                if (w[i]>j){
    
    
                    V[i][j] = V[i-1][j];
                }else {
    
    
                    V[i][j] = Math.max(V[i-1][j],v[i]+V[i-1][j-w[i]]);
                }
            }
        }
        System.out.println(V[n][m]);
    }
}

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