经典算法(2)——0/1背包问题(动态规划法)

时间:2024-11-21 08:25:39
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 * 0/1背包问题求解 (visual studio 2005)
 * 给定一个载重量为m,及n个物品,其重量为wi,价值为vi,1<=i<=n
 * 要求:把物品装入背包,并使包内物品价值最大
 ***********************************************************************
*/


#include 
< >
#include 
< >
#include 
< string .h >

#define  FILENAMELENGTH 100

class  CBeibao
... {
public:
    
int m_nNumber;        //物品数量
    int m_nMaxWeight;    //最大载重量

    
int *m_pWeight;        //每个物品的重量
    int *m_pValue;        //每个物品的价值

    
int *m_pCount;        //每个物品被选中的次数
    int m_nMaxValue;    //最大价值

public:
    CBeibao(
const char *filename);
    
~CBeibao();
    
    
int GetMaxValue();
    
int GetMaxValue(int n,int m,int *w,int *v,int *c);
    
void Display(int nMaxValue);
    
void Display(int nMaxValue,const char *filename);
}
;

// 读入数据
CBeibao::CBeibao( const   char   * filename)
... {
    FILE 
*fp=fopen(filename,"r");    
    
if(fp==NULL)
    
...{
        printf(
"can not open file!");
        
return;    //exit(0);
    }


    
//读入物品数量和最大载重量
    fscanf(fp,"%d%d",&m_nNumber,&m_nMaxWeight);

    m_pWeight
=new int[m_nNumber+1];
    m_pValue
=new int[m_nNumber+1];

    m_pWeight[
0]=0;
    
//读入每个物品的重量
    for(int i=1;i<=m_nNumber;i++)
        fscanf(fp,
"%d",m_pWeight+i);

    m_pValue[
0]=0;
    
//读入每个物品的价值
    for(int i=1;i<=m_nNumber;i++)
        fscanf(fp,
"%d",m_pValue+i);

    
//初始化每个物品被选中次数为0
    m_pCount=new int[m_nNumber+1];
    
for(int i=0;i<=m_nNumber;i++)
        m_pCount[i]
=0;

    fclose(fp);
}


CBeibao::
~ CBeibao()
... {
    delete[] m_pWeight;
    m_pWeight
=NULL;
    delete[] m_pValue;
    m_pValue
=NULL;
    delete[] m_pCount;
    m_pCount
=NULL;
}


/**/ /************************************************************************
 * 动态规划求出满足最大载重量的最大价值
 * 参数说明:n:物品个数
 *           m:背包载重量
 *           w:重量数组
 *           v:价值数组
 *           c:是否被选中数组
 * 返回值:最大价值
 ***********************************************************************
*/

int  CBeibao::GetMaxValue( int  n, int  m, int   * w, int   * v, int   * c)
... {
    
int row=n+1;
    
int col=m+1;

    
int i,j;    //循环变量:前i个物品能够装入载重量为j的背包中

    
//value[i][j]表示前i个物品能装入载重量为j的背包中物品的最大价值
    int **value=new int*[row];
    
for(i=0;i<row;i++)
        value[i]
=new int[col];

    
//初始化第0行
    for(j=0;j<col;j++)
        value[
0][j]=0;

    
//初始化第0列
    for(i=0;i<row;i++)
        value[i][
0]=0;

    
//计算
    for(i=1;i<row;i++)
    
...{
        
for(j=1;j<col;j++)
        
...{
            
//w[i]>j,第i个物品不装入背包
            value[i][j]=value[i-1][j];
            
//w[i]<=j,且第i个物品装入背包后的价值>value[i-1][j],则记录当前最大价值
            int temp=value[i-1][j-w[i]]+v[i];
            
if(w[i]<=&& temp>value[i][j])
                value[i][j]
=temp;
        }

    }


    
//逆推求装入的物品
    j=m;
    
for(i=row-1;i>0;i--)
    
...{
        
if(value[i][j]>value[i-1][j])
        
...{
            c[i]
=1;
            j
-=w[i];
        }

    }


    
//记录最大价值
    int nMaxVlaue=value[row-1][col-1];

    
//释放该二维数组
    for(i=0;i<row;i++)
    
...{
        delete [col]value[i];
        value[i]
=NULL;
    }

    delete[] value;
    value
=NULL;

    
return nMaxVlaue;
}


int  CBeibao::GetMaxValue()
... {
    
int nValue=GetMaxValue(m_nNumber,m_nMaxWeight,m_pWeight,m_pValue,m_pCount);
    m_nMaxValue
=nValue;
    
return nValue;
}


// 显示结果
void  CBeibao::Display( int  nMaxValue)
... {
    printf(
"   %d ",nMaxValue);
    
for(int i=1;i<=m_nNumber;i++)
    
...{
        
if(m_pCount[i])
            printf(
"  %d  %d ",i,m_pCount[i]);
    }

    printf(
" ");
}


void  CBeibao::Display( int  nMaxValue, const   char   * filename)
... {
    FILE 
*fp=fopen(filename,"w");    
    
if(fp==NULL)
    
...{
        printf(
"can not write file!");
        
return;    //exit(0);
    }


    fprintf(fp,
"%d ",nMaxValue);
    
for(int i=1;i<=m_nNumber;i++)
    
...{
        
if(m_pCount[i])
            fprintf(fp,
"%d  %d ",i,m_pCount[i]);
    }

    fclose(fp);
}


// 显示菜单
void  show_menu()
... {
    printf(
"--------------------------------------------- ");
    printf(
"input command to test the program ");
    printf(
"   i or I : input filename to test ");
    printf(
"   q or Q : quit ");
    printf(
"--------------------------------------------- ");
    printf(
"$ input command >");
}


void  main()
... {
    
char sinput[10];
    
char sfilename[FILENAMELENGTH];

    show_menu();

    scanf(
"%s",sinput);
    
while(stricmp(sinput,"q")!=0)
    
...{
        
if(stricmp(sinput,"i")==0)
        
...{
            printf(
"  please input a filename:");
            scanf(
"%s",sfilename);

            
//获取满足最大载重量的最大价值
            CBeibao beibao(sfilename);
            
int nMaxValue=();
            
if(nMaxValue)
            
...{
                (nMaxValue);
                
int nlen=strlen(sfilename);
                strcpy(sfilename
+nlen-4,"_result.txt");
                (nMaxValue,sfilename);
            }

            
else
                printf(
"   error! please check the input data! ");
        }


        
//输入命令
        printf("$ input command >");
        scanf(
"%s",sinput);
    }

}