二维多重费用背包

例题  FATE hdu2159

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转载自https://blog.csdn.net/gxiaop/article/details/51534195

问题
二维费用的背包问题是指:对于每件物品,具有两种不同的费用;选择这件物品必须同时付出这两种代价;对于每种代价都有一个可付出的最大值(背包容量)。问怎样选择物品可以得到最大的价值。设这两种代价分别为代价1和代价2,第i件物品所需的两种代价分别为a[i]和b[i]。两种代价可付出的最大值(两种背包容量)分别为V和U。物品的价值为w[i]。

算法
费用加了一维,只需状态也加一维即可。设f[i][v][u]表示前i件物品付出两种代价分别为v和u时可获得的最大价值。状态转移方程就是:f [i][v][u]=max{f[i-1][v][u],f[i-1][v-a[i]][u-b[i]]+w[i]}。如前述方法,可以只使用二维的数组:当每件物品只可以取一次时变量v和u采用逆序的循环,当物品有如完全背包问题时采用顺序的循环。当物品有如多重背包问题时拆分物品。

物品总个数的限制
有时,“二维费用”的条件是以这样一种隐含的方式给出的:最多只能取M件物品。这事实上相当于每件物品多了一种“件数”的费用,每个物品的件数费用均为1,可以付出的最大件数费用为M。换句话说,设f[v][m]表示付出费用v、最多选m件时可得到的最大价值,则根据物品的类型(01、完全、多重)用不同的方法循环更新,最后在f[0..V][0..M]范围内寻找答案。

另外,如果要求“恰取M件物品”,则在f[0..V][M]范围内寻找答案。

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  分析:        相比经典的01背包问题,二维背包问题增加了一维开销,于是我们需要在状态上增加一维。设s[i][j][k]表示将前 i 件物品放入两种容量分别为 j 和 k 的背包时所能获得的最大权重,则状态转移方程为s[i][j][k]=max{s[i-1][j][k], s[i-1][j-v[i]][k-u[i]]+w[i]},递推边界为当i=0时s[i][j][k]=0。和01背包类似,状态的维数可以很容易地从三维降低到二维,不要记录是第几个,只需要保存最优值在前面

 

for (int i=0; i<=V; i++)
{
      for (int j=0; j<=U; j++) s[i][j]=0;
}
for (int i=1; i<=N; i++){
      for (int j=V; j>=v[i]; j--)  {  // 容量限制   区别在于01背包  逆序写    完全背包 正序写
            for (int k=U; k>=u[i]; k--)  // 容量限制  总共两个条件 

              s[j][k]=max(s[j][k], s[j-v[i]][k-u[i]]+w[i]);  // s[i][j] 刚好可以表示出这个物品的限制
      }
}
 

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