C语言背包问题求解全过程(贪心方法)

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时间:2024-09-10
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问题描述:

  • 有一个背包,背包容量是M=150。有7个物品,物品可以分割成任意大小。要求尽可能让装入背包中的物品总价值最大,但不能超过总容量。
  • 物品:A    B    C    D    E    F    G
  • 重量:35  30   60  50   40  10  25
  • 价值:10  40   30  50   35  40  30

算法描述:

贪心算法(又称贪婪算法)是指,在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的是在某种意义上的局部最优解。

贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,关键是贪心策略的选择,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以前的过程不会影响以后的状态,只与当前状态有关。

问题分析:

1.目标函数: ∑pi最大,使得装入背包中的所有物品pi的价值加起来最大。

2.约束条件:装入的物品总重量不超过背包容量:∑wi<=M( M=150)

3.贪心策略: 选择单位重量价值最大的物品

算法设计:

  • 计算出每个物品单位重量的价值
  • 按单位价值从大到小将物品排序
  • 根据背包当前所剩容量选取物品
  • 如果背包的容量大于当前物品的重量,那么就将当前物品装进去。否则,那么就将当前物品分割再装进去,然后跳出循环结束。

代码实现:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1000;
float z[maxn];
 
void Sort(int n,float w[],float v[]){
	for(int i=0;i<n;i++)
		z[i]=v[i]/w[i];//用z[]存物品的单位重量价值 
	for(int i=0;i<n;i++){//此排序的策略是每次把单位重量物品的价值最大的物品放在前面 
		for(int j=i+1;j<n;j++){
			if(z[i]<z[j]){
				float temp = z[i];
				z[i] = z[j];
				z[j]=temp;
				float tempw = w[i];
				w[i] = w[j];
				w[j] = tempw;
				float tempv = v[i];
				v[i] = v[j];
				v[j] = tempv; 
			}
		}
	}
}
 
void fire(int n,float w[],float v[],float x[],float pimax){
	Sort(n,w,v);//根据单位重量物品的价值对物品进行排序 
	int i;
	for(i=0;i<n;i++){
		if(w[i]>pimax)	break;
		x[i] = 1;	//x[]数组用来记录此次是否选择物品,1代表全部拿走,0代表不拿,小数代表部分拿 
		pimax -= w[i];
	}
	if(i<=n-1)  x[i] = pimax/w[i]; 
} 
 
 
int main(){
	int n;
	float pi=0; 
	float pimax,v[maxn],w[maxn],x[maxn];//w[],每个物品的重量,v[]代表每个物品的价值,pimax代表最大容量 
	memset(x,0,sizeof(x));
	cout<<"请输入最大容量:";
	cin>>pimax;
	cout<<"请输入物品(物品可以任意分割)数量:";
	cin>>n;
	cout<<"请输入每个物品的重量和价值:"<<endl;
	for(int i=0;i<n;i++){
		cin>>w[i]>>v[i];
	}
	fire(n,w,v,x,pimax);
	for(int i=0;i<n;i++){
		if(x[i]==1){
			pi+=v[i];
		}
		else{
			pi+=v[i]*x[i];
		}
	}
	cout<<"最终收获的物品(物品可以任意分割)价值为:"<<pi<<endl;
	return 0;
}

运行结果:

C语言背包问题求解全过程(贪心方法)

总结

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