Python基于回溯法子集树模板解决0-1背包问题实例

yipeiwu_com6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

python调用Matplotlib绘制分布点并且添加标签

python调用Matplotlib绘制分布点并且添加标签

本文实例为大家分享了Python调用Matplotlib绘制分布点添加标签的具体代码,供大家参考,具体内容如下 添加标签的目的 代码 截图 目的 上文介绍了根据图像...

python实现动态创建类的方法分析

本文实例讲述了python实现动态创建类的方法。分享给大家供大家参考,具体如下: python作为动态语言,如何在运行时动态创建类呢(python Creating classes dy...

Django框架中方法的访问和查找

在 Django 模板中遍历复杂数据结构的关键是句点字符 (.)。 最好是用几个例子来说明一下。 比如,假设你要向模板传递一个 Python 字典。 要通过字典键访问该字典的值,可使用一...

web.py获取上传文件名的正确方法

直接切入主题,从HTML页面上传文件,Python接收处理。但其中发现有些小问题,把它写出来,算是积累吧! HTML页面代码: 复制代码 代码如下: <form action="/...

如何将 awk 脚本移植到 Python

将一个 awk 脚本移植到 Python 主要在于代码风格而不是转译。 脚本是解决问题的有效方法,而 awk 是编写脚本的出色语言。它特别擅长于简单的文本处理,它可以带你完成配置文件的某...