动态规划10-完全背包理论(一维数组/二维数组/Java)

10.完全背包理论基础

  • 题目描述

有N件物品和一个最多能背重量为W的背包。第i件物品的重量是weighti,得到的价值是valuei每件物品都有无限个(也就是可以放入背包多次),求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。

  • 题目分析

具体来说,给定一组物品,每个物品有一个重量和一个价值,以及一个容量为C的背包,问题是如何选择物品放入背包,使得放入背包的物品的总重量不超过背包的容量,并且总价值最大。

与 0/1 背包问题不同的是,完全背包问题中每个物品可以选取多次,即每个物品的数量是无限的。

  • 动态规划五部曲
java 复制代码
1.创建二维dp数组:dp[i][j]:表示背包容量为j时选择物品item[0-i]时的最大价值
java 复制代码
2.递推公式:
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j-weight[i]] + value[i])
    
-不选择第 i 个物品:即使背包的容量不变,仍然为 j,此时最大价值与前 i-1 个物品的最大价值相同,即 dp[i][j] = dp[i-1][j]。
-选择第 i 个物品:此时背包的容量减少了weight[i],变为 j-weight[i],所以最大价值应该是前 i 个物品在背包容量为 j-weight[i] 时的最大价值,加上选择了第i个物品的价值 vi,即dp[i][j] = dp[i][j-weight[i]]+value[i]。

由于完全背包问题允许物品的重复选择,所以在第二种情况下,我们依然考虑的是前 i 个物品,而不是前 i-1 个物品。

java 复制代码
3.如何初始化:
当i=0时,dp[0][j]表示只可以放入物品0
当weight[0] < j时表示可以放入物品0,由上述递推公式可知
dp[0][j] = dp[i][j-weight[i]] + value[i]
复制代码
4.先遍历物品再遍历背包
5.打印dp数组
  • Java代码实现
java 复制代码
int[][] dp = new int[item.length][bagweight + 1];
for (int j = 0; j <= bagweight; j++) {
	if (j >= weight[0]) {
		dp[0][j] = dp[0][j - weight[0]] + value[0];
	}
}

for (int i = 1; i < item.length; i++) {
	for (int j = 1; j <= bagweight; j++) {
		if (j >= weight[i]) {
			dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j], dp[i][j-weight[i]] + value[i]);
		} else {
			dp[i][j] = dp[i-1][j];
		}
	}
}

return dp[item.length - 1][badweight];
  • 区分0-1背包与完全背包

由于完全背包问题允许物品的重复选择,我们依然考虑的是前 i 个物品,而不是前 i-1 个物品。

对于0-1背包,由于每个物品不可以重复,因而选取上一个行即i-1

  • 完全背包降阶处理
Java 复制代码
int[] dp = new int[bagweight + 1];
for (int i = 0; i < item.length; i++) {
	for (int j = 1; j <= bagweight; j++) {
		if (j >= weight[i]) {
			dp[i] = Math.max(dp[j], dp[j-weight[i]] + value[i]);
		} 
	}
}
return dp[badweight];
相关推荐
CoderYanger6 分钟前
A.每日一题:3020. 子集中元素的最大数量
java·程序人生·算法·leetcode·面试·职场和发展·学习方法
Jayden_Ruan19 分钟前
C++组合的输出
c++·算法·深度优先
wear工程师44 分钟前
CompletableFuture 的 allOf 到底怎么收结果?面试别只说并行
java·后端
倒流时光三十年1 小时前
Logback 系列(3):三大核心组件 Logger / Appender / Encoder
java·开发语言·logback
什巳1 小时前
JAVA练习312- 二叉搜索树中第 K 小的元素
java·数据结构·算法·leetcode
froyoisle1 小时前
CSP 真题解析:[CSP-J 2020-T3] 表达式
c++·算法·csp·信息学·信奥赛
geats人山人海1 小时前
算法好题 2026.7.18
算法
文祐1 小时前
C++类之虚函数表没有虚继承的菱形继承
开发语言·c++·算法
Lumos1861 小时前
51单片机从零到实战(8)——串口通信
算法
倒流时光三十年2 小时前
Logback 系列(7):常用 Appender(控制台 / 文件 / 滚动文件)
java·前端·logback