揹包問題--01揹包 (Bitset的優化) 多重揹包 (二進制優化)

01揹包問題:

題目鏈接

題意:n個物品一個m容量的揹包,n個物品有need[i]的體積消耗,以及權值value[i] ,問m容量裝n個物品能得到的最大權值是多少。

做法:01揹包介紹:博客

代碼:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
inline ll read()
{
	ll x=0,w=1; char c=getchar();
	while(c<'0'||c>'9') {if(c=='-') w=-1; c=getchar();}
	while(c<='9'&&c>='0') {x=(x<<1)+(x<<3)+c-'0'; c=getchar();}
	return w==1?x:-x;
}
const int N=5e2+10,M=1e5+10;
int n,m,dp[M],need[N],value[N];
int main()
{
    n=read(),m=read();
    for(int i=1;i<=n;++i){
        need[i]=read(),value[i]=read();
    }

    for(int i=1;i<=n;++i){
        for(int j=m;j>=need[i];--j){
            dp[j]=max(dp[j],dp[j-need[i]]+value[i]);
        }
    }
    printf("%d\n",dp[m]);
}

Bitset優化01揹包

需要更正一個地方是,這裏的bitset優化的不是樸素的01揹包,而是隻有01狀態的多重揹包。

之前的博客:[博客C回到過去]  [題目鏈接 C回到過去]

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 100010;
bitset<N>f[451],g[451];


int a[N],cnt[N],ans[N],anss;
int main() {

    int n,m;
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i = 1;i <= n;++i) scanf("%d",&a[i]);

    sort(a + 1,a + n + 1);


    int tot = 0;
    for(int i = 1;i <= n;++i) {
        if(a[i] != a[i - 1])  a[++tot] = a[i];
        cnt[tot]++;
    }

    n = tot;

    f[0][0] = 1;
    g[n + 1][0] = 1;

    for(int i = 1;i <= n;++i) {
        int k = a[i],tmp = cnt[i];//f[i]|=f[i]<<a[i]代表f[i]取一個a[i]時的狀態轉移

        f[i] = f[i - 1];

        for(int j = 1;j <= tmp;tmp -= j,j <<= 1,k <<= 1) f[i] |= f[i] << k;
        // 運用倍增(二進制)的思想,節約時間 並且能夠覆蓋所有的狀態
        //比如現在有5個1
        //j=1 1一個1  可以 得到 bitset狀態:000011(從後往前數從低位到高位,低位從0開始)
        //j=2 那麼倍增一下,兩個1 :之前的狀態00011移兩位得  001100
        //或上之前得000011  得    001111   是不是得到0,1,2,3,都是1的情況
        //需要注意的是現在我們應該是消耗了三個1了 j目前還是2。那麼tmp就不是一成不變的,所以tmp-=j
        //接着j繼續乘2  j =4  由於5個1消耗了3  剩餘兩個,小於j   跳出for循環
         //因爲有剩餘的部分,就繼續組合一下
        f[i] |= f[i] << (a[i] * tmp);
    }

    for(int i = n;i >= 1;--i) {
        int k = a[i],tmp = cnt[i];

        g[i] = g[i + 1];

        for(int j = 1;j <= tmp;tmp -= j,j <<= 1,k <<= 1) g[i] |= g[i] << k;

        g[i] |= g[i] << (a[i] * tmp);
    }

    for(int i = 1;i <= n;++i) {
        int flag = 0;
        for(int j = 0;j <= m;++j) {
            if(f[i - 1][j] & g[i + 1][m - j]) {
                flag = 1;break;
            }
        }
        if(!flag) ans[++anss] = a[i];
    }

//  for(int i = 1;i <= n;++i) printf("%d %d\n",a[i],cnt[i]);

    printf("%d\n",anss);
    for(int i = 1;i <= anss;++i) printf("%d ",ans[i]);
    return 0;
}

多重揹包

來一道例題:題目鏈接

題意:n經費,m種類的大米,每種大米有 金額p[i] 重量h[i] 以及最多的袋數c[i]   問在n經費內 時能得到的最大重量是多少?

做法:樸素的多重揹包

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long ll;
const int N=1e2+10;
int n,m,p[N],h[N],c[N],dp[N];
inline ll read()
{
	ll x=0,w=1; char c=getchar();
	while(c<'0'||c>'9') {if(c=='-') w=-1; c=getchar();}
	while(c<='9'&&c>='0') {x=(x<<1)+(x<<3)+c-'0'; c=getchar();}
	return w==1?x:-x;
}

int main()
{
    int _=read();while(_--)
    {
        n=read(),m=read();
        for(int i=1;i<=m;++i) p[i]=read(),h[i]=read(),c[i]=read();

        for(int i=0;i<=n;++i) dp[i]=0;

        for(int i=1;i<=m;++i){//枚舉種類
            for(int j=1;j<=c[i];++j){//c[i]次的01揹包
                for(int k=n;k>=p[i];--k){
                    dp[k]=max(dp[k],dp[k-p[i]]+h[i]);
                }
            }
        }
        printf("%d\n",dp[n]);
    }
}

二進制優化多重揹包

題目鏈接:牛客E題

這部分做法參考來自:wiki

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
#define IO ios::sync_with_stdio(false)
#define pb push_back
#define mk make_pair
const int N = 1e5+10;
const int mod = 1e9+7;

int n;
int t[N], q[N], s[N];
int dp[2000];

int main(){
    int h1, m1, h2, m2;
    scanf("%d:%d %d:%d %d", &h1, &m1, &h2, &m2, &n);
    if(m1 > m2){
        m2 += 60; h2--;
    }
    int sumt = (h2-h1)*60 + m2 - m1;
    for(int i = 0; i <= sumt; i++){
        dp[i] = 0;
    }
    for(int i = 1; i <= n; i++){
        scanf("%d%d%d", t+i, q+i, s+i);
    }
    int index = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i++){
        int c = 1;
        if(s[i] == 0 || s[i] >= sumt/t[i]) {
            for(int j = t[i]; j <= sumt; j++){//普通的完全揹包
                dp[j] = max(dp[j], dp[j-t[i]] + q[i]);
            }
        }
        else{
            while(s[i] - c > 0){//多重揹包的二進制優化 
                s[i] -= c;
                for(int j = sumt; j >= c*t[i]; j--){
                    dp[j] = max(dp[j], dp[j-c*t[i]] + c*q[i]);
                }
                c *= 2;
            }
            if(s[i]){
                for(int j = sumt; j >= s[i]*t[i]; j--){
                    dp[j] = max(dp[j], dp[j-s[i]*t[i]] + s[i]*q[i]);
                }
            }
        }
    }
    printf("%d\n", dp[sumt]);
    return 0;
}

 

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