背包问题 输出方案、输出字典序最小方案、可行方案数、最优方案总数
发布日期:2021-05-10 09:53:32 浏览次数:14 分类:精选文章

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重新优化后的内容

1. 输出方案

要从动态规划的结果中提取最终选择的方案,可以按照以下步骤进行:

  • 状态转移分析:从动态规划的状态转移方程 ( f[j] = \max(f[j], f[j - v_i] + w_i) ) 可以看出,当 ( f[j] ) 等于 ( f[j - v_i] + w_i ) 时,说明选择了第 ( i ) 个物品。因此,我们可以从总容量 ( V ) 开始,逐步减少容量,并判断每个物品是否被选择。

  • 反向推理:从 ( f[V] ) 开始,检查每个物品是否在方案中。若 ( f[j] ) 等于 ( f[j - v_i] + w_i ),则记录该物品索引,继续减少容量 ( j ) 为 ( j - v_i )。重复此过程直到容量为0。

  • 代码实现:可以在动态规划计算完成后,通过遍历物品索引,检查每个物品是否被选中,并记录选择顺序。具体实现可以通过向前遍历物品列表,当 ( f[j] ) 等于 ( f[j - v_i] + w_i ) 时,将该物品索引添加至结果列表。

  • 示例代码

  • #include 
    using namespace std;int n, V;int v[10000], w[10000];int f[2000][2000];main() { ios::sync_with_stdio(false); cin >> n >> V; for (int i = 1; i <= n; ++i) { cin >> v[i] >> w[i]; } for (int i = 1; i <= n; ++i) { for (int j = 0; j <= V; ++j) { if (j >= v[i]) { f[i][j] = max(f[i-1][j], f[i-1][j - v[i]] + w[i]); } else { f[i][j] = f[i-1][j]; } } } vector
    ans; int current = V; for (int i = n; i >= 1; --i) { if (f[n][current] == f[n-1][current - v[i]] + w[i]) { ans.push_back(i); current -= v[i]; } } ...}

    2. 字典序最小的方案数

    为了确保选择方案的字典序最小,处理顺序需要调整。按照以下步骤进行:

  • 读取逆序:将物品从后向前读取,先读入索引大的物品。这样在背包的状态转移过程中,优先考虑选择大索引的物品,确保在字典序上最小。

  • 状态转移调整:在动态规划的状态转移中,保持最大价值的同时,也记录选择顺序。通过记录最大选择物品索引的方法,确保每步选择的都是可选物品中字典序最小的。

  • 输出处理:根据记录的选择顺序,调整输出的顺序,使其符合字典序要求。例如,先输出最高索引的物品,确保最终结果以字典序排列。

  • 优化代码

  • #include 
    using namespace std;int n, V, t = 0;int v[10000], w[10000];int f[2000][2000];main() { ios::sync_with_stdio(false); cin >> n >> V; n = 0; for (t = n; t < 0; --t) { ... // 读取物品逆序 } ...}

    3. 可行方案总数

    要计算所有可能的选择方案总数,可以采用以下方法:

  • ** 状态转移分解**:将动态规划的状态转移分为两部分:价值和方案数。其中,状态 ( f[i][j] ) 表示最大价值,( g[i][j] ) 表示方案数。这可以通过递推关系 ( f[i][j] = \max(f[i-1][j], f[i-1][j - v_i] + w_i) ) 和 ( g[i][j] = g[i-1][j] + g[i-1][j - v_i] ) 来实现。

  • 优化至一维数组:由于二维数组可能导致内存不足,可以优化为一维数组,逐项更新。

  • 代码实现

  • #include 
    using namespace std;int n, V, ans = 0;int v[10000], w[10000];int f[100000], g[100000];main() { ios::sync_with_stdio(false); cin >> n >> V; for (int i = 1; i <= n; ++i) { cin >> v[i] >> w[i]; } f[0] = 1; g[0] = 1; for (int i = 1; i <= n; ++i) { for (int j = V; j >= v[i]; --j) { if (f[j] == f[j - v[i]] + w[i]) { g[j] += g[j - v[i]]; } } } ans = sum(f[i][j] > 1); ...}

    4. 最优方案总数

    实现前缀和技术,统计每个可行容量对应的方案数,并计算整体方案数。具体方法包括:

  • 前缀和数组:使用一个数组来记录每个容量点的方案数,避免重复计算和提高效率。

  • 遍历计算:从物品的贡献出发,逐次更新前缀和数组,直到所有组合都被计算。

  • 代码示例

  • #include 
    using namespace std;int n, V, ans = 0;int v[10000], w[10000];int f[100000], g[100000];main() { ... for (int i = 1; i <= V; ++i) { if (f[i] >= 1) { ans++; for (int j = i; j <= V; ++j) { g[j] += g[j - i]; } } } ...}

    通过以上方法,可以实现对0-1背包问题的有效求解,确保输出的方案正确性和性能优化,适用于更大规模的输入。

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    哈哈,博客排版真的漂亮呢~
    [***.90.31.176]2025年04月22日 00时39分57秒