01 Leetcode 416的背包问题及解决方案

【0-1】背包问题1. 背包问题1.1 题目描述有 N 种物品和一个容量为 V 的背包。第 i 种物品最多有n件可用,每件体积是c,价值是w. 求解将哪些物品装

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有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品中最多有n件物品可用,每件物品的体积为c,值为w。找出哪些物品可以放入背包中,使这些物品的总体积不超过背包容量且总价值最大。 1.2 解决问题的思路

回答这个问题最简单的方法就是穷举法。另一种方法是动态规划,按顺序解决子问题。

穷举法:最基本的思想就是尝试各种物品的组合,然后选择背包中价值最大的组合。通过这个想法,每个物品都有两种选择:放入背包或不放入背包。组合数为2^n。时间复杂度为o(2^n)。如此指数级的时间复杂度在工程上显然是不可取的。

动态规划: 这道题,可以考虑用动态规划方法先解决局部子问题,然后再解决最终问题。动态规划问题的核心是寻找动态规划方程,动态规划方程用于将问题划分为子问题。下面是分析思路。

一个容量为v的背包可以分为两个容量为v1 + v2=v的背包组合。这两个背包组合的值之和可能是背包最大值的潜在答案之一依次将容量为v、v1、v2分解为小容量的背包,我们就可以逆向推导出容量为v的背包问题的解。那么容量为v的背包如何划分呢?

可以考虑依次取出第i个物品(i从1到n遍历),它的体积为ci。此时选择是否将物品放入背包。那么就有两种可能,把该item放入或者不放入This item。如果放入该物品,需要保证背包容量足够。如果不放入该物品,则背包当前的最大值将与取出第i-1 件物品时相同。

对比这两种情况得到的值,如果背包中放置的物品价值较大且容量足够,那么当放置第i个物品时,背包的最优解是放置第i个物品。否则,取出第i 件物品的最优解为相当于取出第i-1 件物品时的情况。

当计算放置第i个物品时背包的最大值时,需要知道容量为v – ci的子问题的背包的最大值。

这个问题的划分思路是,在计算第i项时,计算背包容量为1~v时的最优解。当最终计算第n项时,容量为v的最优解就是原问题。最终解决方案。动态规划的方程如下:

01 Leetcode 416的背包问题及解决方案

动态规划方程

上式中,dp[i][j]表示前i件物品,背包容量为j时背包问题的最佳解,其中0=i n,0=j=v。ci为物品i的体积, v[i] 是第i 项的值。

代码实现如下:

//golang实现//动态编程func Backpack(capacities []int, values[]int,capacity int) int { dp :=make([][]int, len(values)) for i :=0;我的长度(值); i++ { dp[i]=make([]int,capacity+1) } //当只有一项时,背包问题的dp[0] 解对于i :=capacity[0];我的能力; i++ { dp[0][i]=值[0] } 对于i :=1;我的长度(值); i++ { for j :=0;j=容量; j++ { 如果j 容量[i] || dp[ i-1][j]=值[i] + dp[i][j – 容量[i]] { dp[i][j]=dp[i-1][j] }else { dp[ i] [j]=值[i] + dp[i][j – 容量[i]] } } } 返回dp[len(values)-1][容量]}

2. leetcode 416 Partition Equal Subset Sum 及题解

背包问题是一个经典问题,其解题思路已被应用到很多问题中。这是面试中经常被问到的问题。其中Leetcode 416的解决思路是背包问题。事实上,leetcode 416是一个更简单的背包问题。

2.1 主题描述

给定一个仅包含正整数的非空数组,找出该数组是否可以划分为两个子集,使得两个子集中的元素之和相等。

注:

01 Leetcode 416的背包问题及解决方案

每个数组元素不会超过100。数组大小不会超过200。示例1:

输入: [1, 5, 11, 5]输出: true解释: 数组可以分为[1, 5, 5] 和[11]。示例2:

输入: [1, 2, 3, 5]输出: false解释: 数组无法划分为等和子集。题目的主要思想是判断数组是否可以分为两个子数组,并且两个子数组的和相等。的。

2.2 问题解决

这个问题和背包问题是一样的。可以使用穷举法列出所有的组合,但时间复杂度太高,在工程上不可行。另一种方法是动态规划,它可以分解为子问题。先解决子问题,然后逐步解决原问题。

其实这个问题可以通过将背包容量设置为sum/2来解决,每个数字的大小作为物品的体积。这个问题的最优解不需要考虑物品的价值,而是考虑背包能否装满。事实上它比背包问题更简单。它只有一个体积,子问题是前i个物品的组合能否恰好装满容量为0~sum/2的背包。

设dp[i]为容量为i的背包能否被前j个物品的组合恰好装满,nums[j]为物品的体积。那么动态规划方程就是:

dp[i]=dp[i-j]

下面是实现:的代码

01 Leetcode 416的背包问题及解决方案

//golang 实现func canPartition(nums []int) bool { var sum int for _, num :=range nums { sum +=num } //sum/2 有小数,nums 都是正数,显然不能用if sum % 2==1 { return false } sum=sum/2 //目标dp :=make([]bool, sum+1) dp[0]=true for _, v :=range nums { //添加Volume 为v 的数量后,重新判断容量为v ~ sum 的背包是否可以装满j :=sum; j 0; j– { 如果j=v dp[j-v] { dp[j]=true } } } 返回dp[sum]}

3.1 其他

0-1背包问题是背包问题之一。背包问题可以分为三类,包括: 0-1背包问题、完全背包问题和多个背包问题。它们是动态规划的经典问题。

背包问题可以出现在现实世界各个领域的决策过程中,比如资产证券化、投资组合、投资选择等。背包问题除了频繁出现在采访中之外,也是一个值得探讨的问题。人们对它的研究已经有1个多世纪了。

3.2 参考文献

1. 0-1背包问题[https://www.jianshu.com/p/a66d5ce49df5]

用户评论

01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
回忆未来

之前一直觉得背包问题很绕,看了这篇题解终于明白了!解释通俗易懂,代码也很清晰,我感觉自己好像也学会了。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
炙年

LeetCode上这道题真难啊,一直在卡在状态转移的步骤,还好有这个博客详细讲解了动态规划的思路,现在终于解开了。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
志平

文章分析得够透彻了,把01背包问题和LC 416题都讲得很清楚,还是看代码比较容易理解。<br>

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
枫无痕

其实这道题我觉得还好,主要是要注意细节啊!不过我还是建议作者可以多添加一些题目的变化情况来分析,那样更加全面。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
伪心

我是个小白,一直没怎么接触过动态规划,看完这篇文章感觉自己入门了!感谢作者的分享!

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
残留の笑颜

我试着用Python写了一下代码,但结果总是出错……感觉自己的逻辑还是有问题啊,或许需要仔细再看看文章。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
北朽暖栀

背包问题确实很有意思,可以有很多种不同的解法,这篇博客的思路很不错,值得参考。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
水波映月

LeetCode经常遇到类似类型的题目,动态规划确实是个好方法,这篇文章总结得很好,收藏了!

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
太易動情也是罪名

文章讲得太详细了,感觉有些冗长。其实只要抓住动态规划的核心思想就能解决这类问题。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
绝版女子

我觉得这篇文章主要是针对初学者写的,对有一定编程基础的人来说可能太过简单…

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
红尘滚滚

背包问题的应用场景还挺广泛的,这个博客让我对动态规划有了更深的理解。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
夏日倾情

代码部分注释可以再多一些,这样能更容易理解作者的思路。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
还未走i

LC 416题解真有效!我按照文章的方法修改了自己的代码过了,果然还是要多练习才行啊!

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
眉黛如画

这篇文章让我学会了一种新的编程技巧,动态规划这个概念以前都没太接触过呢! <br>

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
鹿叹

背包问题确实是经典的算法问题,这个博客解题思路清晰易懂,非常推荐给想要学习动态规划的朋友们。

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
柠栀

我觉得01背包问题的难点不是在于算法本身,而是在于如何将问题转化为适合动态规划求解的形式。这篇文章在这方面解释得很棒!

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01 Leetcode 416的背包问题及解决方案
百合的盛世恋

LeetCode的题越做越多就越来越感觉需要系统地学习一下算法相关知识了。正好有这篇博客写01背包和LC 416,正好可以补一下知识漏洞!

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原创文章,作者:小su,如若转载,请注明出处:https://www.sudun.com/ask/98436.html

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