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Acwing2023

涂承运
2023-12-01

2.01背包问题

需求

有 N件物品和一个容量是 V的背包。每件物品只能使用一次。

第 i 件物品的体积是 vi,价值是 wi。

求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值

输入格式

第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品数量和背包容积。

接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i 件物品的体积和价值。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V≤10000
0<vi,wi≤10000

输入样例

4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出样例

8

代码实现

#include <bits/stdc++.h>
#include <iostream>

using namespace std;

const int MAX = 1001;
int v[MAX];
int w[MAX];
int dp[MAX][MAX]; //数据范围0-1000

int main()
{
    int n, vo; //number, volume
    cin >> n >> vo; //输入物品数量和背包容量
    for(int i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> v[i] >> w[i]; 
    } //分别输入第i件物品的体积和价值到对应的两个一维数组

	dp[0][0] = 0; //选前0件物品,体积限制为0时,可以获得的最大价值为0
	for(int i = 1; i <= n; i++)
	{
		for(int j = 1; j <= vo; j++)
		{
			//先判断当前的体积限制能不能装下当前第i个物品
			
			if(v[i] > j) //当前体积限制为j,第i个物品的体积大于j时,装不下 
			{
				dp[i][j] = dp[i-1][j];
			} //装不下第i个物品时,当前最大价值等于 当前体积限制(j)时取前i-1个物品时的最大价值 
			
			if(v[i] <= j) //可以装下
			{
				dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-v[i]] + w[i]);	
			} //当前最大价值等于取以下两个价值量的最大值:(当前体积限制下不装此物品的最大价值,当前体积减去第i件物品体积的体积限制下取前i-1件物品的最大价值) 
					
		}
	}
	cout << dp[n][vo];
	
	return 0;
}

3.完全背包问题

需求

有 N种物品和一个容量是 V 的背包,每种物品都有无限件可用。

第 i种物品的体积是 vi,价值是 wi。

求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。

输入格式

第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。

接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i种物品的体积和价值。

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V≤10000
0<vi,wi≤10000

输入样例

4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出样例:

10

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

const int M = 1001;
int dp[M][M]; //动态存放最大价值量 
int n, m; //n件物品,背包容量m
int v[M], w[M];

int main()
{
	cout << "输入共有几种物品:" << endl;
	cin >> n;
	cout << "输入背包的容量:" << endl; 
	cin >> m;
	cout << "输入所有物品的体积和价值量:" << endl;
	for(int i = 1; i <= n; i++)
	{
		cin >> v[i] >> w[i];
	} //物品共有n件,考虑到有物品0件的情况,此循环i从1开始 
	
	for(int i = 1; i <= n; i++) //i为选取前i件物品 
	{
		for(int j = 0; j <= m; j++) //j为当前背包容量
		{
			for(int k = 0; k*v[i] <= j; k++) //逐渐加大取当前物品的数量,直到装不下
			{
				dp[i][j] = max(dp[i][j],dp[i-1][j-k*v[i]]+k*w[i]);
			}
			
		} 
	}
	cout << dp[n][m];
	return 0;
}

 /*
    f[i , j ] = max( f[i-1,j] , f[i-1,j-v]+w ,  f[i-1,j-2*v]+2*w , f[i-1,j-3*v]+3*w , .....)
    f[i , j-v]= max(            f[i-1,j-v]   ,  f[i-1,j-2*v] + w , f[i-1,j-3*v]+2*w , .....)
    由上两式,可得出如下递推关系: 
                        f[i][j]=max(f[i,j-v]+w , f[i-1][j]) 
    即 f[i-1,j-v]+w ,  f[i-1,j-2*v]+2*w , f[i-1,j-3*v]+3*w , .....)这一部分看作f[i, j-v] + w 
    发现把k消掉了,即计算过程可以优化掉k循环,只需i,j循环 
  */

//优化代码:
#include <iostream>
using namespace std;

const int M = 1001;
int dp[M][M]; //动态存放最大价值量 
int n, m; //n件物品,背包容量m
int v[M], w[M];

int main()
{
	cout << "输入共有几种物品:" << endl;
	cin >> n;
	cout << "输入背包的容量:" << endl; 
	cin >> m;
	cout << "输入所有物品的体积和价值量:" << endl;
	for(int i = 1; i <= n; i++)
	{
		cin >> v[i] >> w[i];
	} //物品共有n件,考虑到有物品0件的情况,此循环i从1开始 
	
	for(int i = 1; i <= n; i++) //i为选取前i件物品 
	{
		for(int j = 0; j <= m; j++) //j为当前背包容量
		{
			dp[i][j] = dp[i-1][j];//先继承取前i-1件物品的最大值,否则初始化值0会影响下面语句的正确执行 
			if(j-v[i] >= 0)
			{
				dp[i][j] = max(dp[i][j-v[i]]+w[i], dp[i-1][j]);
			} //取前1件物品的价值量随体积的增加慢慢增大,最终达到容量最大时的最优解,再计算取前2件物品的情况... 
		} 
	}
	cout << dp[n][m];
	return 0;
}

4167.活动安排

需求

设有 n个活动的集合 E={1,2,…,n}={1,2,…,}其中每个活动都要求使用同一资源,如演讲会场等,而在同一时间内只有一个活动能使用这一资源。

每个活动 i 都有一个要求使用该资源的起始时间 si 和一个结束时间 fi,且 si<fi<。

如果选择了活动 i,则它在时间区间 [si,fi) 内占用资源。

若区间 [si,fi)与区间 [sj,fj)不相交,则称活动 i 与活动 j 是相容的。

也就是说,当 fi≤sj 或 fj≤si时,活动 i 与活动 j 相容。

选择出由互相兼容的活动组成的最大集合。

输入格式

第一行一个整数 n;

接下来的 n 行,每行两个整数 si 和 fi。

输出格式

输出互相兼容的最大活动个数。

数据范围

1≤n≤1000

输入样例:

4
1 3
4 6
2 5
1 7

输出样例:

2

代码实现

#include <stdio.h>
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int MAX = 1005; 

struct work
{
	int left;
	int right;	
}w[MAX]; //存放一个活动的开始和结束时间 

//贪心选择:活动的结束时间,越早结束下一个活动的开启时间越早,对应能装下的总活动最多 
bool cmp(work a, work b)
{
	return a.right < b.right;
}

int n; //活动的数量
int cnt = 0; //最后选中的活动数量
int now = 0; //存放当前活动的下标

int main()
{
	cout << "请输入活动的数量:" << endl;
	cin >> n;
	cout << "请输入每个活动的开始和结束时间" << endl;
	for(int i = 1; i <= n; i++)
	{
		cin >> w[i].left >> w[i].right;
	} //初始化数据 
	
	sort(w+1,w+1+n,cmp); 
	for(int i = 1; i <=n ;i++)
	{
		if(w[i].left >= w[now].right)
		{
			cnt++; //为了保证cnt的正确,now的初始值应该赋0而不是1,否则会少算第一个活动的值导致最后结果少1 
			now = i;
		}
	}
	cout << "最多可以进行" << cnt << "个活动" << endl;
	return 0;
} 

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