python 回溯法 子集树模板 系列 —— 3、0-1背包问题

简介: 问题给定N个物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值位Vi ,背包的容量为C。问应该如何选择装入背包的物品,使得放入背包的物品的总价值为最大?分析显然,放入背包的物品,是N个物品的所有子集的其中之一。

问题

给定N个物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值位Vi ,背包的容量为C。问应该如何选择装入背包的物品,使得放入背包的物品的总价值为最大?

分析

显然,放入背包的物品,是N个物品的所有子集的其中之一。N个物品中每一个物品,都有选择不选择两种状态。因此,只需要对每一个物品的这两种状态进行遍历。

解是一个长度固定的N元0,1数组。

套用回溯法子集树模板,做起来不要太爽!!!

代码

'''0-1背包问题'''

n = 3            # 物品数量
c = 30           # 包的载重量
w = [20, 15, 15] # 物品重量
v = [45, 25, 25] # 物品价值

maxw = 0  # 合条件的能装载的最大重量
maxv = 0  # 合条件的能装载的最大价值
bag = [0,0,0] # 一个解(n元0-1数组)长度固定为n
bags = []     # 一组解
bestbag = None # 最佳解


# 冲突检测
def conflict(k):
    global bag, w, c
    
    # bag内的前k个物品已超重,则冲突
    if sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(w[:k+1], bag[:k+1]))]) > c:
        return True
    
    return False


# 套用子集树模板
def backpack(k): # 到达第k个物品
    global bag, maxv, maxw, bestbag
    
    if k==n: # 超出最后一个物品,判断结果是否最优
        cv = get_a_pack_value(bag)
        cw = get_a_pack_weight(bag)
        
        if cv > maxv : # 价值大的优先
            maxv = cv
            bestbag = bag[:]
            
        if cv == maxv and cw < maxw: # 价值相同,重量轻的优先
            maxw = cw
            bestbag = bag[:]
    else:
        for i in [1,0]: # 遍历两种状态 [选取1, 不选取0] 
            bag[k] = i  # 因为解的长度是固定的
            if not conflict(k): # 剪枝
                backpack(k+1)


# 根据一个解bag,计算重量
def get_a_pack_weight(bag):
    global w
    
    return sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(w, bag))])
    
    
# 根据一个解bag,计算价值
def get_a_pack_value(bag):
    global v
    
    return sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(v, bag))])
    
    
# 测试
backpack(0)
print(bestbag, get_a_pack_value(bestbag))

效果图

img_46d23876aff7049a31713f01c72e2df3.jpg

目录
相关文章
|
Python 机器学习/深度学习 安全
python 回溯法 子集树模板 系列 —— 19、野人与传教士问题
问题 在河的左岸有N个传教士、N个野人和一条船,传教士们想用这条船把所有人都运过河去,但有以下条件限制: (1)修道士和野人都会划船,但船每次最多只能运M个人; (2)在任何岸边以及船上,野人数目都不能超过修道士,否则修道士会被野人吃掉。
1386 0
|
Python 数据可视化
python 回溯法 子集树模板 系列 —— 1、8 皇后问题
问题 8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。 分析 为了简化问题,考虑到8个皇后不同行,则每一行放置一个皇后,每一行的皇后可以放置于第0、1、2、...、7列,我们认为每一行的皇后有8种状态。
969 0
|
14天前
|
人工智能 数据可视化 数据挖掘
探索Python编程:从基础到高级
在这篇文章中,我们将一起深入探索Python编程的世界。无论你是初学者还是有经验的程序员,都可以从中获得新的知识和技能。我们将从Python的基础语法开始,然后逐步过渡到更复杂的主题,如面向对象编程、异常处理和模块使用。最后,我们将通过一些实际的代码示例,来展示如何应用这些知识解决实际问题。让我们一起开启Python编程的旅程吧!
|
13天前
|
存储 数据采集 人工智能
Python编程入门:从零基础到实战应用
本文是一篇面向初学者的Python编程教程,旨在帮助读者从零开始学习Python编程语言。文章首先介绍了Python的基本概念和特点,然后通过一个简单的例子展示了如何编写Python代码。接下来,文章详细介绍了Python的数据类型、变量、运算符、控制结构、函数等基本语法知识。最后,文章通过一个实战项目——制作一个简单的计算器程序,帮助读者巩固所学知识并提高编程技能。
|
1天前
|
Unix Linux 程序员
[oeasy]python053_学编程为什么从hello_world_开始
视频介绍了“Hello World”程序的由来及其在编程中的重要性。从贝尔实验室诞生的Unix系统和C语言说起,讲述了“Hello World”作为经典示例的起源和流传过程。文章还探讨了C语言对其他编程语言的影响,以及它在系统编程中的地位。最后总结了“Hello World”、print、小括号和双引号等编程概念的来源。
95 80
|
20天前
|
存储 索引 Python
Python编程数据结构的深入理解
深入理解 Python 中的数据结构是提高编程能力的重要途径。通过合理选择和使用数据结构,可以提高程序的效率和质量
131 59
|
13天前
|
小程序 开发者 Python
探索Python编程:从基础到实战
本文将引导你走进Python编程的世界,从基础语法开始,逐步深入到实战项目。我们将一起探讨如何在编程中发挥创意,解决问题,并分享一些实用的技巧和心得。无论你是编程新手还是有一定经验的开发者,这篇文章都将为你提供有价值的参考。让我们一起开启Python编程的探索之旅吧!
38 10
|
16天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 Java
Python 语言:强大、灵活与高效的编程之选
本文全面介绍了 Python 编程语言,涵盖其历史、特点、应用领域及核心概念。从 1989 年由 Guido van Rossum 创立至今,Python 凭借简洁的语法和强大的功能,成为数据科学、AI、Web 开发等领域的首选语言。文章还详细探讨了 Python 的语法基础、数据结构、面向对象编程等内容,旨在帮助读者深入了解并有效利用 Python 进行编程。
|
15天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 数据挖掘
探索Python编程的奥秘
在数字世界的海洋中,Python如同一艘灵活的帆船,引领着无数探险者穿梭于数据的波涛之中。本文将带你领略Python编程的魅力,从基础语法到实际应用,一步步揭开Python的神秘面纱。
34 12
|
14天前
|
IDE 程序员 开发工具
Python编程入门:打造你的第一个程序
迈出编程的第一步,就像在未知的海洋中航行。本文是你启航的指南针,带你了解Python这门语言的魅力所在,并手把手教你构建第一个属于自己的程序。从安装环境到编写代码,我们将一步步走过这段旅程。准备好了吗?让我们开始吧!