动态规划背包问题自己的理解:
2011-03-05 14:57
399 查看
01背包问题的最优子问题是:
f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}
已知前i-1件商品的最优化结果;那么在添加第i件商品时的最优化结果可以由上式表示。
但是我们期望将它转化为01背包问题之后能够像完全背包一样降低复杂度。仍然考虑二进制的思想,我们考虑把第i种物品换成若干件物品,使得原问题中第i种物品可取的每种策略——取0..n[i]件——均能等价于取若干件代换以后的物品。另外,取超过n[i]件的策略必不能出现。
方法是:将第i种物品分成若干件物品,其中每件物品有一个系数,这件物品的费用和价值均是原来的费用和价值乘以这个系数。使这些系数分别为1,2,4,...,2^(k-1),n[i]-2^k+1,且k是满足n[i]-2^k+1>0的最大整数。例如,如果n[i]为13,就将这种物品分成系数分别为1,2,4,6的四件物品。
分成的这几件物品的系数和为n[i],表明不可能取多于n[i]件的第i种物品。另外这种方法也能保证对于0..n[i]间的每一个整数,均可以用若干个系数的和表示,这个证明可以分0..2^k-1和2^k..n[i]两段来分别讨论得出,并不难,希望你自己思考尝试一下。
这样就将第i种物品分成了O(log n[i])种物品,将原问题转化为了复杂度为<math>O(V*Σlog n[i])的01背包问题,是很大的改进。
下面给出O(log amount)时间处理一件多重背包中物品的过程,其中amount表示物品的数量:
问题的核心在于:利用贪心的思想:我们在找权值最大的物品weight/cost,在 v > k*weight 的时候,如果可以选择3个 就可以选择1个和两2个,问题在于怎么理解以下情况:可以用2个,伪代码中如何体现。 有f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}知 v 可以用2个那么v-c[i]必然一个也不能用。可知结论正确。对于v可以用数量可以由指数用最少的数表示出来。
其实是这么理解:有k件物品可以分为 1, 2 ,4 , ... , 2^m ,k -2^m.转化为这样重量的01背包问题。
f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}
已知前i-1件商品的最优化结果;那么在添加第i件商品时的最优化结果可以由上式表示。
多重背包 :转化为01问题
另一种好想好写的基本方法是转化为01背包求解:把第i种物品换成n[i]件01背包中的物品,则得到了物品数为Σn[i]的01背包问题,直接求解,复杂度仍然是O(V*Σn[i])。但是我们期望将它转化为01背包问题之后能够像完全背包一样降低复杂度。仍然考虑二进制的思想,我们考虑把第i种物品换成若干件物品,使得原问题中第i种物品可取的每种策略——取0..n[i]件——均能等价于取若干件代换以后的物品。另外,取超过n[i]件的策略必不能出现。
方法是:将第i种物品分成若干件物品,其中每件物品有一个系数,这件物品的费用和价值均是原来的费用和价值乘以这个系数。使这些系数分别为1,2,4,...,2^(k-1),n[i]-2^k+1,且k是满足n[i]-2^k+1>0的最大整数。例如,如果n[i]为13,就将这种物品分成系数分别为1,2,4,6的四件物品。
分成的这几件物品的系数和为n[i],表明不可能取多于n[i]件的第i种物品。另外这种方法也能保证对于0..n[i]间的每一个整数,均可以用若干个系数的和表示,这个证明可以分0..2^k-1和2^k..n[i]两段来分别讨论得出,并不难,希望你自己思考尝试一下。
这样就将第i种物品分成了O(log n[i])种物品,将原问题转化为了复杂度为<math>O(V*Σlog n[i])的01背包问题,是很大的改进。
下面给出O(log amount)时间处理一件多重背包中物品的过程,其中amount表示物品的数量:
procedure MultiplePack(cost,weight,amount) if cost*amount>=V CompletePack(cost,weight) return integer k=1 while k<amount ZeroOnePack(k*cost,k*weight) amount=amount-k k=k*2 ZeroOnePack(amount*cost,amount*weight)
问题的核心在于:利用贪心的思想:我们在找权值最大的物品weight/cost,在 v > k*weight 的时候,如果可以选择3个 就可以选择1个和两2个,问题在于怎么理解以下情况:可以用2个,伪代码中如何体现。 有f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}知 v 可以用2个那么v-c[i]必然一个也不能用。可知结论正确。对于v可以用数量可以由指数用最少的数表示出来。
其实是这么理解:有k件物品可以分为 1, 2 ,4 , ... , 2^m ,k -2^m.转化为这样重量的01背包问题。
相关文章推荐
- 动态规划—0-1背包问题(最易理解的讲解)
- 动态规划总结(背包问题的深入理解)
- 算法导论16.2-2--动态规划(0-1背包问题)
- 从0-1背包问题到动态规划
- HDU 2159 FATE 动态规划二维费用的背包问题
- HUD1203——I NEED A OFFER!(背包问题,最小值的动态规划)
- hanoi塔问题的自己的理解及相关竞赛题的解答
- 动态规划 4、基础背包问题总结(多重背包与多重背包的转化)
- 动态规划之0-1背包问题
- 动态规划 0-1背包问题(C语言描述)
- 动态规划-背包问题(状态转换)
- 【动态规划】三种基本背包问题
- 【笔记】【算法学习】【动态规划】背包问题总结(1)
- 动态规划、贪心、回溯、分支限界法解0-1背包问题总结
- 【动态规划】最少硬币换取目标钱数【0-1背包问题】
- 一道01背包问题(动态规划)
- 动态规划 0/1 背包问题, 最短路径问题
- 动态规划之0-1背包问题
- 【动态规划/二维背包问题】mr355-三角形牧场
- 背包问题再理解