揹包九講(六) 分組的揹包問題
阿新 • • 發佈:2018-12-13
問題
有N件物品和一個容量為V的揹包。第i件物品的費用是c[i],價值是w[i]。這些物品被劃分為若干組,每組中的物品互相沖突,最多選一件。求解將哪些物品裝入揹包可使這些物品的費用總和不超過揹包容量,且價值總和最大。
演算法
這個問題變成了每組物品有若干種策略:是選擇本組的某一件,還是一件都不選。也就是說設f[k][v]表示前k組物品花費費用v能取得的最大權值,則有:
f[k][v]=max{f[k-1][v],f[k-1][v-c[i]]+w[i]|物品i屬於組k}
使用一維陣列的虛擬碼如下:
for 所有的組k for v=V..0 for 所有的i屬於組k f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}
注意這裡的三層迴圈的順序,甚至在本文的第一個beta版中我自己都寫錯了。“for v=V..0”這一層迴圈必須在“for 所有的i屬於組k”之外。這樣才能保證每一組內的物品最多隻有一個會被新增到揹包中。
另外,顯然可以對每組內的物品應用完全揹包問題中“一個簡單有效的優化”。
小結
分組的揹包問題將彼此互斥的若干物品稱為一個組,這建立了一個很好的模型。不少揹包問題的變形都可以轉化為分組的揹包問題(例如-----7------),由分組的揹包問題進一步可定義“泛化物品”的概念,十分有利於解題。