背包九讲

Jan 12, 2021


01背包

1.1 题目 有 N 件物品和一个容量为 V 的背包。放入第 i 件物品耗费的费用是 Ci1,得到的 价值是 Wi。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。

1.2 基本思路 这是最基础的背包问题,特点是:每种物品仅有一件,可以选择放或不放。 用子问题定义状态:即 F[i, v] 表示前 i 件物品恰放入一个容量为 v 的背包可以获得 的最大价值。则其状态转移方程便是:

F[i, v] = max{F[i − 1, v], F[i − 1, v − Ci] + Wi}

这个方程非常重要,基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来的。所 以有必要将它详细解释一下:“将前 i 件物品放入容量为 v 的背包中”这个子问题,若 只考虑第 i 件物品的策略(放或不放),那么就可以转化为一个只和前 i − 1 件物品相关 的问题。如果不放第 i 件物品,那么问题就转化为“前 i − 1 件物品放入容量为 v 的背 包中”,价值为 F[i − 1, v];如果放第 i 件物品,那么问题就转化为“前 i − 1 件物品放 入剩下的容量为 v − Ci 的背包中”,此时能获得的最大价值就是 F[i − 1, v − Ci] 再加上 通过放入第 i 件物品获得的价值 Wi。

伪代码如下:

F[0, 0..V ]  0
for i  1 to N
    for v  Ci to V
        F[i, v]  max{F[i  1, v], F[i  1, v  Ci] + Wi}