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多重背包的优化(二进制优化/单调队列优化)

2021-09-07 14:31:22  阅读:80  来源: 互联网

标签:cnt 背包 二进制 队列 int 物品 优化


多重背包

定义:有一个固定容量的背包,并且有若干种物品,每种物品有 n i n_i ni​个,每种物品所占的空间是 v i v_i vi​,价值为 w i w_i wi​,问如何取可以让背包内的物品的总价值最大。
朴素的多重背包dp
f [ i ] [ j ] f[i][j] f[i][j]的定义:表示从前 i i i种物品中选,背包容量为 j j j的情况下,所有选法的最大值。
f [ i ] [ j ] = m a x ( f [ i ] [ j ] , f [ i − 1 ] [ j − k ∗ v [ i ] ] + k ∗ w [ i ] ) ; f[i][j]=max(f[i][j],f[i-1][j-k*v[i]]+k*w[i]); f[i][j]=max(f[i][j],f[i−1][j−k∗v[i]]+k∗w[i]);这个状态转移方程的含义就是选 k k k个第 i i i种物品的情况下,从前 i − 1 i-1 i−1个物品中选可以得到的最大价值
朴素的多重背包dp就是进行三重循环,第一重循环是枚举放入的第 i i i个物品,第二重循环是枚举背包的容量,第三重循环就是枚举第 i i i个物品放入的个数。

	for(int i=1;i<=n;i++)
		for(int j=0;j<=m;j++)
			for(int k=0;k<=s[i]&&k*v[i]<j;k++)
				f[i][j]=max(f[i][j],f[i-1][j-k*v[i]]+k*w[i]);

但是这样的时间复杂度 为 O ( n × m × c ) 为O(n \times m \times c) 为O(n×m×c)过高了,所以就要想办法进行优化。
二进制优化
二进制优化就是将所有种类的物品按照二进制进行分组,因为所有的十进制数都可以由若干个二进制的数组成,这样就可以用01背包的方法进行求解了
时间复杂度降低为 O ( n × w × l o g c ) O(n\times w\times logc) O(n×w×logc),有一定程度的优化

	//二进制优化 (每若干个分组)//可以等价为01背包 所以就直接写一维 
	int cnt=0;//记录编号
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		int a,b,s;
		cin>>a>>b>>s;// a体积 b价值 s数量 
		int k=1;//二进制分组 
	 	while(k<=s)
	 	{
	 		cnt++;
	 		v[cnt]=a*k;
	 		w[cnt]=b*k;
	 		s-=k;
	 		k*=2;
	 	}
	 	if(s>0)//说明最后还剩下一些不足2的k+1次方的数 直接单独存起来  
	 	{
	 		cnt++;
			 v[cnt]=a*s;
			 w[cnt]=b*s;	
		}
	}
	
	n=cnt;//代表每一个物品都按照2进制分类完后等价的物品总数
	//后面直接按照01背包的解法就可以 
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		for(int j=m;j>=v[i];j--)
		{
			f[j]=max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);	
		}	
	}
	cout<<f[m]; 
	

优先队列优化
暂时还没想好怎么写 裹妹那塞

标签:cnt,背包,二进制,队列,int,物品,优化
来源: https://blog.csdn.net/weixin_51712179/article/details/120156015

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