算法连载(6)--分支限界法之LC 0/1背包

王朝other·作者佚名  2006-01-09
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1.问题描述:已知有N个物品和一个可以容纳M重量的背包,每种物品I的重量为WEIGHT,一个只能全放入或者不放入,求解如何放入物品,可以使背包里的物品的总效益最大。

2.设计思想与分析:对物品的选取与否构成一棵解树,左子树表示不装入,右表示装入,通过检索问题的解树得出最优解,并用结点上界杀死不符合要求的结点。

(多谢shadow同学提供该算法)

#include <iostream.h>

struct good

{

int weight;

int benefit;

int flag;//是否可以装入标记

};

int number=0;//物品数量

int upbound=0;

int curp=0, curw=0;//当前效益值与重量

int maxweight=0;

good *bag=NULL;

void Init_good()

{

bag=new good [number];

for(int i=0; i<number; i++)

{

cout<<"请输入第件"<<i+1<<"物品的重量:";

cin>>bag[i].weight;

cout<<"请输入第件"<<i+1<<"物品的效益:";

cin>>bag[i].benefit;

bag[i].flag=0;//初始标志为不装入背包

cout<<endl;

}

}

int getbound(int num, int *bound_u)//返回本结点的c限界和u限界

{

for(int w=curw, p=curp; num<number && (w+bag[num].weight)<=maxweight; num++)

{

w=w+bag[num].weight;

p=w+bag[num].benefit;

}

*bound_u=p+bag[num].benefit;

return ( p+bag[num].benefit*((maxweight-w)/bag[num].weight) );

}

void LCbag()

{

int bound_u=0, bound_c=0;//当前结点的c限界和u限界

for(int i=0; i<number; i++)//逐层遍历解树决定是否装入各个物品

{

if( ( bound_c=getbound(i+1, &bound_u) )>upbound )//遍历左子树

upbound=bound_u;//更改已有u限界,不更改标志

if( getbound(i, &bound_u)>bound_c )//遍历右子树

//若装入,判断右子树的c限界是否大于左子树根的c限界,是则装入

{

upbound=bound_u;//更改已有u限界

curp=curp+bag[i].benefit;

curw=curw+bag[i].weight;//从已有重量和效益加上新物品

bag[i].flag=1;//标记为装入

}

}

}

void Display()

{

cout<<"可以放入背包的物品的编号为:";

for(int i=0; i<number; i++)

if(bag[i].flag>0)

cout<<i+1<<" ";

cout<<endl;

delete []bag;

}

 
 
 
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