背包问题基础知识

问题 给定一组项目,其中每个项目包含权重和值,确定要包含在集合中的每个项目的数量,以便总权重小于或等于给定限制,并且总值尽可能大。

背包问题的伪代码

鉴于:

  1. 值(数组 v)
  2. 重量(阵列 w)
  3. 不同项目数量(n)
  4. 量(W)
for j from 0 to W do:
    m[0, j] := 0
for i from 1 to n do:
    for j from 0 to W do:
        if w[i] > j then:
            m[i, j] := m[i-1, j]
        else:
            m[i, j] := max(m[i-1, j], m[i-1, j-w[i]] + v[i])

使用 Python 简单实现上面的伪代码:

def knapSack(W, wt, val, n):
    K = [[0 for x in range(W+1)] for x in range(n+1)]
    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]
val = [60, 100, 120]
wt = [10, 20, 30]
W = 50
n = len(val)
print(knapSack(W, wt, val, n))

运行代码:将其保存在名为 knapSack.py 的文件中

$ python knapSack.py
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上述代码的时间复杂度:O(nW) 其中 n 是项目数,W 是背包的容量。