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动态规划之背包问题实现php

发布时间:2023-09-06 01:51责任编辑:林大明关键词:暂无标签
最近在研究动态规划算法,刚好看到背包问题。看到网上讲解这方面问题很多,感觉都有点不明白,后面细思苦想好久,终于理解这个思路。于是写下个人见解以及解题思路。


背包问题描述如下:

有编号分别为a,b,c,d,e的五件物品,它们的重量分别是4,2,6,5,3,它们的价值分别是6,3,5,4,6,现在给你个承重为10的背包,如何让背包里装入的物品具有最大的价值总和?


对于这题我们先不解题。先扯扯动态规划,下面描述的不太详细,可以自行百度:


动态规划所处理的问题是一个多阶段决策问题,一般由初始状态开始,通过对中间阶段决策的选择,达到结束状态。这些决策形成了一个决策序列,同时确定了完成整个过程的一条活动路线(通常是求最优的活动路线)。动态规划的设计都有着一定的模式,一般要经历以下几个步骤。

                               初始状态→│决策1│→│决策2│→…→│决策n│→结束状态


解题公式:f(n,m)=max{f(n-1,m), f(n-1,m-w[n])+P(n,m)}  


这个一开始肯定是懵懂的,不要被这些公式和概念吓到。现在我们开始解题:

1.首先是初始状态。 假如只有a物品假如包重量为1-10分别能装多大价值物品

物品重量价值12345678910
a4
60006666666


因为此时只算上了一个a物品,包各个重量的最大价值已经算出来了。这就是动态规划的初始状态。


2. 中间各种决策。上一步得到了只有a物品的情况下包各个重量下的最大价值,现在我们来决策1,就在第一步基础上增加b物件,现在我们有2个物品,再看看包各个重量的最大价值

物品重量价值12345678910
a460006666666
b230336699999

这里b4详细计算的。根据上面2个公式我只用取2个值的最大值。这2个值分别为a4和a(4-2(b的重量))+3(b的价值)。计算后分别为6和3,我们取最大值6。这步是所有理解的关键。 


于是我们有决策2(同样的方式将c物品放进来计算),决策3(将d物品放进来),决策4(将e物品放进来)


3.走完所有决策后,于是我们有最终方案了,包各个重量的最大价值即为最后将e物品放进来的那一行。


理论说完我们直接上代码,这里是php版本代码,看了下网上例子,几乎很少有php版本的代码,感觉有点歧视php。作为多年php开发经验,再加上php毕竟世界上最好的语言,哈哈。开个玩笑! 

<?php//初始化各个物品重量和价值数组$weight_arr = array(0,4,2,6,5,3);$value_arr = array(0,6,3,5,4,6);//设置包最大重量为10$bag_max = 10;$items = count($weight_arr) - 1;$cache_map = array();$cache_map[] = array_fill(1, $items, 0);$ik = 1;//初始状态,假如只有第一个物品包各个重量的最大价值for($i = 1; $i <= $bag_max; $i++){    if($weight_arr[$ik] > $i)     {           $cache_map[$ik][$i] = 0;    }       else    {           $cache_map[$ik][$i] = $value_arr[$ik];    }   }//中间的各种决策(依次放入物品b,c,d,e)for($i = 1; $i <= $bag_max; $i++)    for($j = 2; $j <= $items; $j++)    {           $j_weight = $weight_arr[$j];        $j_value = $value_arr[$j];        $j_prev_value = $cache_map[$j-1][$i];        if($j_weight > $i)        {                   $cache_map[$j][$i] = $j_prev_value;        }               else            {                   $j_extra_value = $j_value + $cache_map[$j-1][$i-$j_weight];            $cache_map[$j][$i] = max($j_prev_value, $j_extra_value);        }           }   //最终状态for($i = 1; $i <= $bag_max; $i++){    echo $i . ':' . $cache_map[$items][$i] . PHP_EOL;}


最后显示下计算结果吧:

1:02:33:64:65:96:97:128:129:1510:15


动态规划之背包问题实现php

原文地址:http://blog.51cto.com/chinalx1/2109247

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