Python基于回溯法子集树模板解决0-1背包问题实例

yipeiwu_com7年前Python基础

本文实例讲述了Python基于回溯法子集树模板解决0-1背包问题。分享给大家供大家参考,具体如下:

问题

给定N个物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值位Vi ,背包的容量为C。问应该如何选择装入背包的物品,使得放入背包的物品的总价值为最大?

分析

显然,放入背包的物品,是N个物品的所有子集的其中之一。N个物品中每一个物品,都有选择、不选择两种状态。因此,只需要对每一个物品的这两种状态进行遍历。

解是一个长度固定的N元0,1数组。

套用回溯法子集树模板,做起来不要太爽!!!

代码

'''0-1背包问题'''
n = 3      # 物品数量
c = 30      # 包的载重量
w = [20, 15, 15] # 物品重量
v = [45, 25, 25] # 物品价值
maxw = 0 # 合条件的能装载的最大重量
maxv = 0 # 合条件的能装载的最大价值
bag = [0,0,0] # 一个解(n元0-1数组)长度固定为n
bags = []   # 一组解
bestbag = None # 最佳解
# 冲突检测
def conflict(k):
  global bag, w, c
  # bag内的前k个物品已超重,则冲突
  if sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(w[:k+1], bag[:k+1]))]) > c:
    return True
  return False
# 套用子集树模板
def backpack(k): # 到达第k个物品
  global bag, maxv, maxw, bestbag
  if k==n: # 超出最后一个物品,判断结果是否最优
    cv = get_a_pack_value(bag)
    cw = get_a_pack_weight(bag)
    if cv > maxv : # 价值大的优先
      maxv = cv
      bestbag = bag[:]
    if cv == maxv and cw < maxw: # 价值相同,重量轻的优先
      maxw = cw
      bestbag = bag[:]
  else:
    for i in [1,0]: # 遍历两种状态 [选取1, 不选取0]
      bag[k] = i # 因为解的长度是固定的
      if not conflict(k): # 剪枝
        backpack(k+1)
# 根据一个解bag,计算重量
def get_a_pack_weight(bag):
  global w
  return sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(w, bag))])
# 根据一个解bag,计算价值
def get_a_pack_value(bag):
  global v
  return sum([y[0] for y in filter(lambda x:x[1]==1, zip(v, bag))])
# 测试
backpack(0)
print(bestbag, get_a_pack_value(bestbag))

效果图

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Python数据结构与算法教程》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》及《Python入门与进阶经典教程》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

相关文章

学习python可以干什么

python是什么? python的中文名称是蟒蛇,是一种计算机程序设计语言;是一种动态的、面向对象的脚本语言。最初是用来编写自动化脚本的,随着版本的不断更新和语言新功能的添加,越来越多...

python3如何将docx转换成pdf文件

本文实例为大家分享了python3将docx转换成pdf文件的具体代码,供大家参考,具体内容如下 直接上代码 # -*- encoding:utf-8 -*- """ auth...

PyQt6在全新电脑怎么样安装

在全新的电脑上安装 PyQt6,你需要先确保你的电脑上已安装了 Python 和 pip(Python 的包管理器)。以下是详细的步骤指导: 1. 安装 Python访问 Python 官方网站 下...

Python numpy 常用函数总结

Numpy是什么 在没给大家介绍numpy之前先给大家说下python的基本概念。 Python 是一种高级的,动态的,多泛型的编程语言。Python代码很多时候看起来就像是伪代码一样...

Pytorch 定义MyDatasets实现多通道分别输入不同数据方式

最近在做一个项目,用双通道神经网络,每个通道输入不同数据训练,具有相同label。开始没想到如何实现,网上很多例子都是单通道,即便找到双通道的例子,两个通道的输入也相同。 最后,终于想到...