动态规划

一、01背包问题

 有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。

解题思路:状态转移方程便是:

ans[i][v]=max( ans[i-1][v], ans[i-1][v-c[i]] + w[i] )

ans[i][v]表示从前i件物品选取放入容量为v的背包中的最大价值。对于空间复杂度进行优化时,可看到第一维每次降1,所以可以直接用一维数组保存数据ans[v],但是注意:每次更新ans[v]时要从V向0更新

#include<iostream>
using namespace std;
int times[101];
int worth[101];
int ans[1001];
int bag(int t, int m){
    for (int i = 0; i <= t; i++){
        ans[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < m; i++){
        for (int j = t; j >= 1; j--){           // 倒序更新,不能正序
            if (j < times[i]){
                continue;
            }
            int temp = ans[j - times[i]] + worth[i];
            if (temp>ans[j]){
                ans[j] = temp;
            }
        }
    }
    return ans[t];
}
int main(){
    int t, m;
    cin >> t >> m;
    for (int i = 0; i < m; i++){
        cin >> times[i] >> worth[i];
    }
    cout << bag(t,m) << endl;
    return 0;
}

二、完全背包问题

 有N种物品和一个容量为V的背包,每种物品都有无限件可用。第i种物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。

解题思路:同01背包,只是状态转移方程是:

ans[i][v]=max( ans[i][v], ans[i-1][v-c[i]] + w[i] )

ans[i][v]表示从前i件物品选取放入容量为v的背包中的最大价值。对于空间复杂度进行优化时,可看到第一维每次降1或0,所以可以直接用一维数组保存数据ans[v],但是注意:每次更新ans[v]时要从0向V更新。除循环顺序之外,本题目与01背包完全相同。

#include<iostream>
using namespace std;
int times[101];
int worth[101];
int ans[1001];
int bag(int t, int m){
    for (int i = 0; i <= t; i++){
        ans[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < m; i++){
        for (int j = 1; j<= t; j++){
            if (j < times[i]){
                continue;
            }
            int temp = ans[j - times[i]] + worth[i];
            if (temp>ans[j]){
                ans[j] = temp;
            }
        }
    }
    return ans[t];
}
int main(){
    int t, m;
    cin >> t >> m;
    for (int i = 0; i < m; i++){
        cin >> times[i] >> worth[i];
    }
    cout << bag(t,m) << endl;
    return 0;
}

三、多重背包问题

 有N种物品和一个容量为V的背包。第i种物品最多有n[i]件可用,每件费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。

解题思路: 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∑n[i]的01背包问题,直接求解,复杂度是O(V*∑n[i])。
 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]+1-2k,且k是满足n[i]+1-2k>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。 因为, 所有整数都可以用2的幂数中的数加和得到
 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O(V*∑log n[i])的01背包问题,是很大的改进。

四、混合三种背包问题

 如果前三者混合起来。也就是说,有的物品只可以取一次(01背包),有的物品可以取无限次(完全背包),有的物品可以取的次数有一个上限(多重背包)。应该怎么求解呢?

解题思路:
背包与完全背包的混合:
 考虑到在P01和P02中最后给出的伪代码只有一处不同,故如果只有两类物品:一类物品只能取一次,另一类物品可以取无限次,那么只需在对每个物品应用转移方程时,根据物品的类别选用顺序或逆序的循环即可,复杂度是O(VN)。伪代码如下:

for i=1..N 
if 第i件物品是01背包 
for v=V..0 
f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}; 
else if 第i件物品是完全背包 
for v=0..V 
f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}; 

再加上多重背包 :
 如果再加上有的物品最多可以取有限次,那么如第三部分的拆分方法拆成01背包,再按照上述混合。

五、二维费用的背包问题

 二维费用的背包问题是指:对于每件物品,具有两种不同的费用;选择这件物品必须同时付出这两种代价;对于每种代价都有一个可付出的最大值(背包容量)。问怎样选择物品可以得到最大的价值。设这两种代价分别为代价1和代价2,第i件物品所需的两种代价分别为a[i]和b[i]。两种代价可付出的最大值(两种背包容量)分别为V和U。物品的价值为w[i]。

解题思路:
 费用加了一维,只需状态也加一维即可。设f[i][v][u]表示前i件物品付出两种代价分别为v和u时可获得的最大价值。状态转移方程就是:

f [i][v][u]=max{f[i-1][v][u],f[i-1][v-a[i]][u-b[i]]+w[i]}

 如前述方法,可以只使用二维的数组:当每件物品只可以取一次时变量v和u采用顺序的循环,当物品有如完全背包问题时采用逆序的循环。当物品有如多重背包问题时拆分物品。

物品总个数的限制 :
 有时,“二维费用”的条件是以这样一种隐含的方式给出的:最多只能取M件物品。这事实上相当于每件物品多了一种“件数”的费用,每个物品的件数费用均为1,可以付出的最大件数费用为M。换句话说,设f[v][m]表示付出费用v、最多选m件时可得到的最大价值,则根据物品的类型(01、完全、多重)用不同的方法循环更新,最后在f[0..V][0..M]范围内寻找答案。
 另外,如果要求“恰取M件物品”,则在f[0..V][M]范围内寻找答案。

以上参考于 http://blog.csdn.net/ppp_1026hc/article/details/52138025

三、最长递增子序列LIS
寻找一个序列中的最长递增子序列的个数。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,793评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,567评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,342评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,825评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,814评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,680评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,033评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,687评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,175评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,668评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,775评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,419评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,020评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,978评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,206评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,092评论 2 351
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,510评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 树形动态规划,顾名思义就是树+DP,先分别回顾一下基本内容吧:动态规划:问题可以分解成若干相互联系的阶段,在每一个...
    Mr_chong阅读 1,464评论 0 2
  • 01背包问题(注意看注释) 有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。每种物品仅...
    谜碌小孩阅读 1,173评论 0 3
  • 0-1背包问题 0~1背包(ZeroOnePack): 有n件物品和一个容量为V的背包。(每种物品均只有一件)第i...
    空白少侠阅读 937评论 0 5
  • 我老家是一个家族观念特别浓厚的地方,浓厚到什么程度呢?亲戚之间互相插手,他家的大人不仅想要干涉你家大人的决定,还会...
    晓风残阅读 2,227评论 0 0
  • 北风凛冽地吹拂着 雪后的田野 卸去了曾经的沧桑 满满着希望 滋生润养 麦苗刚刚吮吸过雪水 正欢快地沐浴着阳光 鸟儿...
    六月天气阅读 562评论 30 54