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算法分析与设计--0/1背包问题(回溯法)

 
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算法分析与设计--0/1背包问题(回溯法)
问题描述:

给定n种物品和一个容量为C的背包,物品i的重量是wi,其价值为vi,0/1背包问题是如何选择装入背包的物品(物品不可分割),使得装入背包中物品的总价值最大?


#include<iostream>
using namespace std;

const int n = 3;		//物品个数
const int C = 25;		//背包容量
int bestP = 0;			//最大价值
int	w[n] = {20,15, 10};	//物品重量
int	p[n] = {20,30, 25};	//物品价值
int cp = 0;				//当前背包价值
int cw = 0;				//当前背包重量



//w[n]存储物品的重量,p[n]存储价值
//这个方法用来排序,单位价值由大到小
void sortValue(int w[], int p[],int n)
{
	int index;
	int temp;	//暂存变量
	for(int i = 0; i < n - 1; i++)
	{	
		index = i;
		for(int j = i + 1; j < n; j++)
		{
			//单位重量价值的比较
			if((p[j] / w[j]) > (p[index] / w[index]))
			{
				index = j;
			}
		}
		if(index != i) //交换记录,同时更新w和p数组
		{
			//交换价值记录
			temp = p[index];
			p[index] = p[i];
			p[i] = temp;
			//交换重量记录
			temp = w[index];
			w[index] = w[i];
			w[i] = temp;
		}
	}
}


int Bound(int i)
{
    //计算节点所相应价值的上界
    int cleft = C - cw;   //剩余容量
    int b = cp;
    //以物品单位重量价值递减顺序装入物品
    while(i < n && w[i] <= cleft)
    {
        cleft -= w[i];
        b += p[i];
        i++;
    }
    if(i <= n)
    {
        b += p[i] * cleft / w[i];
    }
    return b;
}

//回溯求解0/1背包,寻找可行解
void BackTrack(int i)
{

	if(i > n - 1)
	{
		bestP = cp;
		return;
	}
	if(cw + w[i] <= C)	//当前结点加上下一个结点的重量小于或等于总的背包容量
	{					//进入左子树,也就是说w[i]被装入背包
		cw = cw + w[i];	//背包当前的重量
		cp = cp + p[i];	//当前获得的价值
		BackTrack(i + 1);
		//回溯,进入右子树
		cw = cw - w[i];
		cp = cp - p[i];
	}
	if(Bound(i+1) > bestP)
	{
		BackTrack(i + 1);
	}
}


void putPackage(int w[],int p[])
{
	BackTrack(0);	//从根结点开始
	cout<<"背包的最大价值:"<<bestP<<endl;
}

int main()
{
	for(int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout<<w[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	for(int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout<<p[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	putPackage(w,p);
	system("pause");
	return 0;
}


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