贪心算法(背包)

问题描述

有一天,海盗们截获了一艘装满各种各样古董的货船,每一件古董都价值连城,一旦打碎就失去了它的价值。虽然海盗船足够大,但载重量为 C,每件古董的重量为 wi,海盗们该如何把尽可能多数量的宝贝装上海盗船呢?

输入

第一行输入两个整数c(0<c<100000)和n(0<n<500),分别表示载重量和可以选择的古董的数量。第二行的n个数wi(0<wi<1000)分别表示这n个古董的重量。

输出

输出一个整数表示最多能装古董的数量。

样例输入

30 8

4 10 7 11 3 5 14 2

样例输出

5

问题分析

根据问题描述可知这是一个可以用贪心算法求解的最优装载问题,要求装载的物品的数量尽可能多,而船的容量是固定的,那么优先把重量小的物品放进去,在容量固定的情况下,装的物品最多。采用重量最轻者先装的贪心选择策略,从局部最优达到全局最优,从而产生最优装载问题的最优解。

算法设计

(1)当载重量为定值 c 时,wi 越小时,可装载的古董数量 n 越大。只要依次选择最小重

量古董,直到不能再装为止。

(2)把 n 个古董的重量从小到大(非递减)排序,然后根据贪心策略尽可能多地选出前

i 个古董,直到不能继续装为止,此时达到最优。

代码

#include <iostream>

#include <algorithm>

const int N = 1000005;

using namespace std;

double w[N]; //古董的重量数组

int main()

{

    double c;

    int n;

    cin>>c>>n;

    for(int i=0;i<n;i++)

    {

        cin>>w[i]; //输入每个物品重量

    }

    sort(w,w+n); //按古董重量升序排序

    double temp=0.0;

    int ans=0; // tmp 为已装载到船上的古董重量,ans 为已装载的古董个数

    for(int i=0;i<n;i++)

    {

        temp+=w[i];

        if(temp<=c)

         ans ++;

        else

         break;

    }

    cout<<ans<<endl;

    return 0;

} 

也可将上述核心代码替换成:

int tmp = 0,ans = n; //ans 记录已经装载的古董个数,tmp 代表装载到船上的古董的重量

for(int i=0;i<n;i++)

{

    tmp += w[i];

    if(tmp>=c)

    {

        if(tmp==c) //假如刚好,最后一个可以放

         ans = i+1;

        else

         ans = i; //如果满了,最后一个不能放

        break;

    }

}

算法复杂度分析

(1)时间复杂度:首先需要按古董重量排序,调用 sort 函数,其平均时间复杂度为 O(nlogn),

输入和贪心策略求解的两个 for 语句时间复杂度均为 O(n),因此时间复杂度为 O(n + nlog(n))。

(2)空间复杂度:程序中变量 tmp、ans 等占用了一些辅助空间,这些辅助空间都是常

数阶的,因此空间复杂度为 O(1)。

 

如果想知道装入了哪些古董,需要添加什么程序来实现呢?

利用结构体,输入时将古董的名字一并输入,在利用结构体排序。代码如下:

#include <iostream>

#include <algorithm>

const int N = 1000005;

using namespace std;

struct gd

{

    string name;

    double w; //古董的重量数组

}a[N];

bool cmp(gd a,gd b)

{

    return a.w<b.w;

}

int main()

{

    double c;

    int n;

    cin>>c>>n;

    for(int i=0;i<n;i++)

    {

        cin>>a[i].name;

        cin>>a[i].w; //输入每个物品重量

    }

    sort(a,a+n,cmp); //按古董重量升序排序

    double temp=0.0;

    int ans=0; // tmp 为已装载到船上的古董重量,ans 为已装载的古董个数

    for(int i=0;i<n;i++)

    {

        temp+=a[i].w;

        if(temp<=c)

        {

            ans ++;

            cout<<a[i].name<<endl;

        }

        else

            break;

    }

    cout<<ans<<endl;

    return 0;

}

 

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