ACwing 5. 多重背包问题 II(二进制拆分+DP)

2021-02-19 12:41:56 浏览数 (1)

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    • 1. 题目
    • 2. 解题

1. 题目

有 N 种物品和一个容量是 V 的背包。

第 i 种物品最多有 si 件,每件体积是 vi,价值是 wi。

求解将哪些物品装入背包,可使物品体积总和不超过背包容量,且价值总和最大。

输出最大价值。

输入格式

第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。

接下来有 N 行,每行三个整数 vi,wi,si,用空格隔开,分别表示第 i 种物品的体积、价值和数量。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N≤1000

0<V≤2000

0<vi,wi,si≤2000

提示:

本题考查多重背包的二进制优化方法。

输入样例

4 5

1 2 3

2 4 1

3 4 3

4 5 2

输出样例:

10

题目来源:https://www.acwing.com/problem/content/description/5/

2. 解题

本题是在 4. 多重背包问题 I 的基础上,加大了数据规模,直接用上一题的代码是没问题的,但是时间复杂度很高,会超时

  • 将 si 拆分成 1,2,4,8, … ,2^k, 剩余的数(这些数,每个数表示一个新的物品,这个新的物品是原来的n个组合成的),这些数可以组合成 1 - si 的任意数
  • 然后应用 01 背包解决问题
  • 时间复杂度 O ( N V log ⁡ S ) O(NV log S ) O(NVlogS),空间复杂度 O ( V ) O(V) O(V)
代码语言:javascript复制
#include<bits/stdc  .h>
using namespace std;

int main()
{
    int N, V, vi, wi, si, maxprice = 0;
    cin >> N >> V;
    vector<int> dp(V 1, -1);
    dp[0] = 0;// dp[v] 表示体积为 v 时装的最大价值
    for(int i = 0; i < N;   i)
    {
        cin >> vi >> wi >> si;
        for(int k = 1; si > k; k*=2)//二进制拆分
        {
            int price = wi*k;//合并成一个物品,其价值
            int v = vi*k;//其体积
            si -= k;//剩余物品数量
            for(int j = V-v; j >= 0; --j)// 01 背包,状态更新
            {
                if(dp[j] == -1)//状态不存在
                    continue;
                dp[j v] = max(dp[j v], dp[j] price);
                maxprice = max(maxprice, dp[j v]);
            }
        }
        if(si > 0)//还剩余的,单独打包成一个物品
        {
            int price = wi*si;
            int v = vi*si;
            for(int j = V-v; j >= 0; --j)// 01 背包,状态更新
            {
                if(dp[j] == -1)//状态不存在
                    continue;
                dp[j v] = max(dp[j v], dp[j] price);
                maxprice = max(maxprice, dp[j v]);
            }
        }
    }
    cout << maxprice << endl;
    return 0;
}

855 ms C


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