动态规划(以背包问题为例)

简介: 动态规划(以背包问题为例)

bf3bab2bf5ce2adbb841ac25a6093bba_7884515243294b0c895d88b4664c69cc.png


1) 要求达到的目标为装入的背包的总价值最大,并且重量不超出


2) 要求装入的物品不能重复


动态规划(Dynamic Programming)算法的核心思想是:将大问题划分为小问题进行解决,从而一步步获取最优解的处理算法。


动态规划算法与分治算法类似,其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。


与分治法不同的是,适合于用动态规划求解的问题,经分解得到子问题往往不是互相独立的。


动态规划可以通过填表的方式来逐步推进,得到最优解。


背包问题的代码实现思路:


算法的主要思想,利用动态规划来解决。每次遍历到的第 i 个物品,根据 w[i]和 val[i]来确定是否需要将该物品放入背包中。


即对于给定的 n 个物品,设 val[i]、w[i]分别为第 i 个物品的价值和重量,m 为背包的容量。再令 v[i][j]


表示在前 i 个物品中能够装入容量为 j 的背包中的最大价值。则我们有下面的结果:


(1) v[i][0]=v[0][j]=0; //表示 填入表 第一行和第一列是 0


(2) 当 w[i]> j 时:v[i][j]=v[i-1][j] // 当准备加入新增的商品的容量大于当前背包的容量时,就直接使用上一个


单元格的装入策略


(3) 当 j>=w[i]时: v[i][j]=max{v[i-1][j], val[i]+v[i-1][j-w[i]]}


// 当 准备加入的新增的商品的容量小于等于当前背包的容量,


// 装入的方式:


v[i-1][j]: 就是上一个单元格的装入的最大值


v[i] : 表示当前商品的价值


v[i-1][j-w[i]] : 装入 i-1 商品,到剩余空间 j-w[i]的最大值


当 j>=w[i]时: v[i][j]=max{v[i-1][j], v[i]+v[i-1][j-w[i]]} :9


代码实现:


public class KnapsackProblem {
    public static void main(String[] args) {
        int[] w = { 1, 4, 3 };// 物品的重量
        int[] val = { 1500, 3000, 2000 };// 物品的价值
        int m = 4;// 背包的容量
        int n = val.length;// 物品的个数
        // 创建二维数组
        // v[i][j] 表示在前i个物品中能够装入容量为j的背包中的最大价值
        int[][] v = new int[n + 1][m + 1];
        // 为了记录放入商品的情况,我们定一个二维数组
        int[][] path = new int[n + 1][m + 1];
        // 初始化第一行和第一列
        for (int i = 0; i < v.length; i++) {
            v[i][0] = 0;// 将第一列设置为0
        }
        for (int i = 0; i < v[0].length; i++) {
            v[0][i] = 0;// 将第一行设置为0
        }
        // 根据前面得到的公式来动态规划处理
        for (int i = 1; i < v.length; i++) {// 不处理第一行
            for (int j = 1; j < v[0].length; j++) {// 不处理第一列
                // 套用总结公式
                if (w[i - 1] > j) {
                    v[i][j] = v[i - 1][j];
                } else {
                    // v[i][j] = Math.max(v[i - 1][j], val[i - 1] + v[i - 1][j - w[i - 1]]);
                    // 为了记录商品存放到背包的情况,我们不能简单的使用上面的公式,需要使用if-else来体现
                    if (v[i - 1][j] < val[i - 1] + v[i - 1][j - w[i - 1]]) {
                        v[i][j] = val[i - 1] + v[i - 1][j - w[i - 1]];
                        // 把当前情况记录到path
                        path[i][j] = 1;
                    } else {
                        v[i][j] = v[i - 1][j];
                    }
                }
            }
        }
        // 输出一下v 看看目前的情况
        for (int i = 0; i < v.length; i++) {
            for (int j = 0; j < v[i].length; j++) {
                System.out.print(v[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("*****************************************");
        // 输出最后我们放入哪些商品
        // 遍历path,这样输出会把所有的放入情况都得到,其实我们只需要最后的放入
        // for (int i = 0; i < path.length; i++) {
        // for (int j = 0; j < path[i].length; j++) {
        // if(path[i][j] == 1) {
        // System.out.printf("第%d个商品放入到背包\n", i);
        // }
        // }
        // }
        int i = path.length - 1;// 行的最大小标
        int j = path[0].length - 1;// 列的最大下标
        while (i > 0 && j > 0) {// 从path的最后开始找
            if (path[i][j] == 1) {
                System.out.printf("第%d个商品放入到背包\n", i);
                j -= w[i - 1];
            }
            i--;
        }
    }
}
目录
相关文章
|
8天前
|
存储 关系型数据库 分布式数据库
PostgreSQL 18 发布,快来 PolarDB 尝鲜!
PostgreSQL 18 发布,PolarDB for PostgreSQL 全面兼容。新版本支持异步I/O、UUIDv7、虚拟生成列、逻辑复制增强及OAuth认证,显著提升性能与安全。PolarDB-PG 18 支持存算分离架构,融合海量弹性存储与极致计算性能,搭配丰富插件生态,为企业提供高效、稳定、灵活的云数据库解决方案,助力企业数字化转型如虎添翼!
|
6天前
|
存储 人工智能 Java
AI 超级智能体全栈项目阶段二:Prompt 优化技巧与学术分析 AI 应用开发实现上下文联系多轮对话
本文讲解 Prompt 基本概念与 10 个优化技巧,结合学术分析 AI 应用的需求分析、设计方案,介绍 Spring AI 中 ChatClient 及 Advisors 的使用。
334 130
AI 超级智能体全栈项目阶段二:Prompt 优化技巧与学术分析 AI 应用开发实现上下文联系多轮对话
|
19天前
|
弹性计算 关系型数据库 微服务
基于 Docker 与 Kubernetes(K3s)的微服务:阿里云生产环境扩容实践
在微服务架构中,如何实现“稳定扩容”与“成本可控”是企业面临的核心挑战。本文结合 Python FastAPI 微服务实战,详解如何基于阿里云基础设施,利用 Docker 封装服务、K3s 实现容器编排,构建生产级微服务架构。内容涵盖容器构建、集群部署、自动扩缩容、可观测性等关键环节,适配阿里云资源特性与服务生态,助力企业打造低成本、高可靠、易扩展的微服务解决方案。
1331 8
|
7天前
|
人工智能 Java API
AI 超级智能体全栈项目阶段一:AI大模型概述、选型、项目初始化以及基于阿里云灵积模型 Qwen-Plus实现模型接入四种方式(SDK/HTTP/SpringAI/langchain4j)
本文介绍AI大模型的核心概念、分类及开发者学习路径,重点讲解如何选择与接入大模型。项目基于Spring Boot,使用阿里云灵积模型(Qwen-Plus),对比SDK、HTTP、Spring AI和LangChain4j四种接入方式,助力开发者高效构建AI应用。
323 122
AI 超级智能体全栈项目阶段一:AI大模型概述、选型、项目初始化以及基于阿里云灵积模型 Qwen-Plus实现模型接入四种方式(SDK/HTTP/SpringAI/langchain4j)
|
5天前
|
监控 JavaScript Java
基于大模型技术的反欺诈知识问答系统
随着互联网与金融科技发展,网络欺诈频发,构建高效反欺诈平台成为迫切需求。本文基于Java、Vue.js、Spring Boot与MySQL技术,设计实现集欺诈识别、宣传教育、用户互动于一体的反欺诈系统,提升公众防范意识,助力企业合规与用户权益保护。
|
18天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 前端开发
通义DeepResearch全面开源!同步分享可落地的高阶Agent构建方法论
通义研究团队开源发布通义 DeepResearch —— 首个在性能上可与 OpenAI DeepResearch 相媲美、并在多项权威基准测试中取得领先表现的全开源 Web Agent。
1416 87
|
5天前
|
JavaScript Java 大数据
基于JavaWeb的销售管理系统设计系统
本系统基于Java、MySQL、Spring Boot与Vue.js技术,构建高效、可扩展的销售管理平台,实现客户、订单、数据可视化等全流程自动化管理,提升企业运营效率与决策能力。
|
7天前
|
弹性计算 安全 数据安全/隐私保护
2025年阿里云域名备案流程(新手图文详细流程)
本文图文详解阿里云账号注册、服务器租赁、域名购买及备案全流程,涵盖企业实名认证、信息模板创建、域名备案提交与管局审核等关键步骤,助您快速完成网站上线前的准备工作。
258 82
2025年阿里云域名备案流程(新手图文详细流程)