01背包问题

N 件物品和一个容量是 V 的背包。每件物品只能使用一次。

i 件物品的体积是 v_i,价值是 w_i

求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。

输入格式

第一行两个整数NV用空格隔开,分别表示物品数量和背包容积。

接下来有 N 行,每行两个整数 v_i,w_i,用空格隔开,分别表示第 i 件物品的体积和价值。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V≤10000≤1000
0<vi,wi≤1000

「0-1 背包」是较为简单的动态规划问题,也是其余背包问题的基础。

动态规划是不断决策求最优解的过程,「0-1 背包」即是不断对第 i 个物品的做出决策,「0-1」正好代表不选与选两种决定。

思路

(1)状态 f[i][j] 定义:前 i 个物品,背包容量 j 下的最优解(最大价值):当前的状态依赖于之前的状态,可以理解为从初始状态 f[0][0] = 0开始决策,有 N 件物品,则需要 N 次决 策,每一次对第 i 件物品的决策,状态 f[i][j]不断由之前的状态更新而来。

(2)当前背包容量不够 (j < v[i]),没得选,因此前 i个物品最优解即为前 i−1 个物品最优解:对应代码: f[i][j] = f[i - 1][j]

(3)当前背包容量够,可以选,因此需要决策选与不选第 i个物品:

选: f[i][j] = f[i - 1][j - v[i]] + w[i]

不选: f[i][j] = f[i - 1][j]

我们的决策是如何取到最大价值,因此以上两种情况取 max() 。

代码

#include <iostream>

using namespace std;
const int N = 1e3 + 5;

int v[N], w[N];
int n, m;
int f[N][N];

int main()
{
  cin >> n >> m;
  for(int i = 1;i <= n; i++)
    cin >> v[i] >> w[i];
  
  for(int i = 1; i <= n; i++)
      for(int j = 0; j <= m; j++)
      {
        f[i][j] = f[i - 1][j];
        if( j >= v[i])
          f[i][j] = max(f[i][j], f[i - 1][j - v[i]] + w[i]);
      }
  cout << f[n][m] << endl;
  return 0;
}