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动态规划(一) —— 从背包系列问题看DP

发布人:shili8 发布时间:2024-12-22 23:54 阅读次数:0

**动态规划(一) —— 从背包系列问题看DP**

在计算机科学中,动态规划(Dynamic Programming)是一种常见的算法设计技巧。它通过分解一个复杂的问题,转化为多个子问题,并且每个子问题只需要解决一次,从而避免重复计算和提高效率。

本文将从背包系列问题开始讲解动态规划的基本概念和应用。

**背包系列问题**

背包系列问题是一组经典的问题,涉及到如何在背包中放入最多价值物品。这些问题通常有以下几个特点:

* 背包的容量是有限的。
* 每个物品都有一个重量和价值。
* 需要选择哪些物品放入背包,以获得最大总价值。

**0/1 背包问题**

最简单的背包问题是0/1 背包问题。假设我们有 n 个物品,每个物品都有一个重量 w_i 和价值 v_i。我们可以选择是否将每个物品放入背包中,且背包的容量为 W。

**动态规划解决方案**

为了解决0/1 背包问题,我们可以使用动态规划来计算出背包中可能获得的最大总价值。

def knapsack(W, wt, val, n):
 K = [[0 for w in range(W +1)] for i in range(n +1)]

 # Build table K[][] in bottom up manner for i in range(n +1):
 for w in range(W +1):
 if i ==0 or w ==0:
 K[i][w] =0 elif wt[i -1] <= w:
 K[i][w] = max(val[i -1] + K[i -1][w - wt[i -1]], K[i -1][w])
 else:
 K[i][w] = K[i -1][w]

 return K[n][W]


在上面的代码中,我们使用一个二维数组 `K[][]` 来存储每个物品放入背包中的最大总价值。我们从下往上、从左往右地填充这个数组。

**背包问题的扩展**

除了0/1 背包问题之外,还有许多其他类型的背包问题,例如:

* **多重背包问题**:每个物品都有多个副本,每个副本都有相同的重量和价值。
* **分数背包问题**:每个物品可以放入背包中的一部分,而不是全部或零。

这些问题也可以使用动态规划来解决。

**总结**

在本文中,我们从背包系列问题开始讲解了动态规划的基本概念和应用。我们学习了如何使用动态规划来解决0/1 背包问题,并且扩展到了其他类型的背包问题。通过理解这些基本概念和技巧,你将能够更好地处理复杂的问题并找到有效的解决方案。

下一篇文章,我们将继续探讨动态规划的更多应用和技巧。

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