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动态规划详解(C++版)

来源:用户分享 时间:2025/5/29 14:42:49 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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动态规划

一、背包问题: 01背包问题 题目

有N件物品和一个容积为V的背包。第i件物品的体积是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使价值总和最大。 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:

二维方程:f[i,v]:=max(f[i-1,v],f[i-1,v-c[i]]+w[i]) 一维方程:f[v]:=max(f[v],f[v-c[i]]+w[i]);

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件物品放或不放,那么就可以转化为一个只牵扯前i-1件物品的问题。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-c[i]的背包中”,此时能获得的最大价值就是f[i-1][v-c[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值w[i]。

1. 采药(RQNOJ15); 题目描述:

辰辰是个天资聪颖的孩子,他的梦想是成为世界上最伟大的医师。为此,他想拜附近最有威望的医师为师。医师为了判断他的资质,给他出了一个难题。医师把他带到一个到处都是草药的山洞里对他说:“孩子,这个山洞里有一些不同的草药,采每一株都需要一些时间,每一株也有它自身的价值。我会给你一段时间,在这段时间里,你可以采到一些草药。如果你是一个聪明的孩子,你应该可以让采到的草药的总价值最大。”

如果你是辰辰,你能完成这个任务吗? 输入格式:

输入的第一行有两个整数T(1 <= T <= 1000)和M(1 <= M <= 100),用一个空格隔开,T代表总共能够用来采药的时间,M代表山洞里的草药的数目。接下来的M行每行包括两个在1到100之间(包括1和100)的整数,分别表示采摘某株草药的时间和这株草药的价值。 输出格式:

输出包括一行,这一行只包含一个整数,表示在规定的时间内,可以采到的草药的最大总价值。 样例输入: 70 3 71 100 69 1 1 2

样例输出: 3

分析:

这是一道典型的0/1背包问题,把采其中一种的时间看做标准模型中的每个物品的体积,把规定的时间看做背包的总容量,这样问题和基本模型就一样了。 参考程序: #include

using namespace std; int ti[101],money[101]; int f[1001]; int main() {

int t,m,i,j;

scanf(\ for(i=1;i<=m;i++)

scanf(\ for(i=1;i<=m;i++) for(j=t;j>=ti[i];j--)

if(f[j]

2. 拔河比赛(RQNOJ72) 题目描述:

superwyh的学校要举行拔河比赛,为了在赛前锻炼大家,老师决定把班里所有人分为两组,进行拔河比赛,为了避免其中一方的实力过强老师决定以体重来划分队伍,尽量保持两个队伍的体重差最少,因为老师对结果没兴趣,所以只告诉老师最小的体重差是多少就行了。这个受苦受累的任务就交给superwyh了,因为这两天superwyh的后背间谍sjh闹肚子了,所以只好superwyh亲自去调查每个人的体重,但是仅仅知道体重依然难以确定到底如何分配队伍,请各位oier帮助superwyh出出主意。 输入格式:

第一行为人数(1<=n<=100),从第二行开始是每个人的体重(0<=m<=100)。 输出格式: 最小体重差。 样例输入: 4 10 23 41 12

样例输出: 4

分析:

实际是个隐藏很深的01背包问题,先把所有人的重量加起来除以二当作背包容积v,把他們的體重同時看成是價值和重量, 要使重量差最小 也就是在里面选一些人分成两组,使这两组人的重量和最接近v。 比如樣例數據,可以求出總重量是86,除以2就是43,再背包一下,求出是41,輸出86-41*2即可 参考程序:

#include #include using namespace std; int w[101],f[1001]; int i,j,k,m,n,sum;

int main() { scanf(\ sum=0; for(i=1;i<=n;i++) { scanf(\ sum+=w[i]; }

for(i=1;i<=n;i++) for(j=sum/2;j>=w[i];j--) if (f[j]

3. 开心的金明(RQNOJ2) 题目描述:

金明今天很开心,家里购置的新房就要领钥匙了,新房里有一间他自己专用的很宽敞的房间。更让他高兴的是,妈妈昨天对他说:“你的房间需要购买哪些物品,怎么布置,你说了算,只要不超过N 元钱就行”。今天一早金明就开始做预算,但是他想买的东西太多了,肯定会超过妈妈限定的N 元。于是,他把每件物品规定了一个重要度,分为5 等:用整数1~5 表示,第5 等最重要。他还从因特网上查到了每件物品的价格(都是整数元)。他希望在不超过N 元(可以等于N 元)的前提下,使每件物品的价格与重要度的乘积的总和最大。设第j 件物品的价格为v[j],重要度为w[j],共选中了k 件物品,编号依次为j1...jk,则所求的总和为:v[j1]*w[j1]+..+v[jk]*w[jk]请你帮助金明设计一个满足要求的购物单. 输入格式:

输入的第1 行,为两个正整数,用一个空格隔开: N m

(其中N(<30000)表示总钱数,m(<25)为希望购买物品的个数。) 从第2 行到第m+1 行,第j 行给出了编号为j-1 的物品的基本数据,每行有2 个非负整数 v p

(其中v 表示该物品的价格(v≤10000),p 表示该物品的重要度(1~5)) 输出格式:

输出只有一个正整数,为不超过总钱数的物品的价格与重要度乘积的总和的 最大值(<100000000) 样例输入: 1000 5 800 2 400 5 300 5 400 3 200 2

样例输出: 3900 分析:

本题是经典的01背包问题

在这里钱数表示容量,共m个物品,价格可以看做费用,价格*重要度可以看做价值。 这下思路就清楚了。 参考程序: #include

const int maxn=30001,maxm=26; int m,n;

int v[maxm],p[maxm]; int f[maxn]; int main() { scanf(\ for (int i=1;i<=m;i++) scanf (\ for (int i=1;i<=m;i++) for (int j=n;j>=v[i];j--) if (f[j-v[i]]+v[i]*p[i]>f[j]) f[j]=f[j-v[i]]+v[i]*p[i]; printf(\ return 0; }

4. 金明的预算方案(RQNOJ6) 题目描述:

金明今天很开心,家里购置的新房就要领钥匙了,新房里有一间金明自己专用的很宽敞的房间。更让他高兴的是,妈妈昨天对他说:“你的房间需要购买哪些物品,怎么布置,你说了算,只要不超过N元钱就行”。今天一早,金明就开始做预算了,他把想买的物品分为两类:主件与附件,附件是从属于某个主件的,下表就是一些主件与附件的例子: 主件 附件

电脑 打印机,扫描仪 书柜 图书

书桌 台灯,文具 工作椅 无

如果要买归类为附件的物品,必须先买该附件所属的主件。每个主件可以有0个、1个或2个附件。附件不再有从属于自己的附件。金明想买的东西很多,肯定会超过妈妈限定的N元。于是,他把每件物品规定了一个重要度,分为5等:用整数1~5表示,第5等最重要。他还从因特网上查到了每件物品的价格(都是10元的整数倍)。他希望在不超过N元(可以等于N元)的前提下,使每件物品的价格与重要度的乘积的总和最大。

设第j件物品的价格为v[j],重要度为w[j],共选中了k件物品,编号依次为j1,j2,??,jk,则所求的总和为:v[j1]*w[j1]+v[j2]*w[j2]+ ?+v[jk]*w[jk]。(其中*为乘号)请你帮助金明设计一个满足要求的购物单。 输入格式:

输入文件的第1行,为两个正整数,用一个空格隔开: N m

其中N(<32000)表示总钱数,m(<60)为希望购买物品的个数。)

从第2行到第m+1行,第j行给出了编号为j-1的物品的基本数据,每行有3个非负整数 v p q

(其中v表示该物品的价格(v<10000),p表示该物品的重要度(1~5),q表示该物品是主件还是附件。如果q=0,表示该物品为主件,如果q>0,表示该物品为附件,q是所属主件的编号)

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