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Re:贴个“多重背包”O(N*V)算法(使用单调队列)In Reply To:贴个“多重背包”O(N*V)算法(使用单调队列) Posted by:flyinghearts at 2010-09-04 22:41:23 > > http://www.cppblog.com/flyinghearts/archive/2010/09/01/125555.html > 文章比较长,这里只做个简短的说明。 > > “多重背包”的DP状态方程: > F[i][j] = max { F[i - 1] [j – k * v[i] ] + k * w[i] } (0 <= k <= m[i]) > > 算法: > 先对要求最值的几项进行调整(要减去某个变值,才能保证几次求最值的几项出现重复),再放入一个队列,最后实现在O(1)时间内求这个队列的最大值(用一个辅助队列——单调队列,记录该队列的最大值)。 > > > > “多重背包”通用模板函数: > > const int MAX_V = 100004; > //v、n、w:当前所处理的这类物品的体积、个数、价值 > //V:背包体积, MAX_V:背包的体积上限值 > //f[i]:体积为i的背包装前几种物品,能达到的价值上限。 > inline void pack(int f[], int V, int v, int n, int w) > { > if (n == 0 || v == 0) return; > if (n == 1) { //01背包 > for (int i = V; i >= v; --i) > if (f[i] < f[i - v] + w) f[i] = f[i - v] + w; > return; > } > if (n * v >= V - v + 1) { //完全背包(n >= V / v) > for (int i = v; i <= V; ++i) > if (f[i] < f[i - v] + w) f[i] = f[i - v] + w; > return; > } > > int va[MAX_V], vb[MAX_V]; //va/vb: 主/辅助队列 > for (int j = 0; j < v; ++j) { //多重背包 > int *pb = va, *pe = va - 1; //pb/pe分别指向队列首/末元素 > int *qb = vb, *qe = vb - 1; //qb/qe分别指向辅助队列首/末元素 > for (int k = j, i = 0; k <= V; k += v, ++i) { > if (pe == pb + n) { //若队列大小达到指定值,第一个元素X出队。 > if (*pb == *qb) ++qb; //若辅助队列第一个元素等于X,该元素也出队。 > ++pb; > } > int tt = f[k] - i * w; > *++pe = tt; //元素X进队 > //删除辅助队列所有小于X的元素,qb到qe单调递减,也可以用二分法 > while (qe >= qb && *qe < tt) --qe; > *++qe = tt; //元素X也存放入辅助队列 > f[k] = *qb + i * w; //辅助队列首元素恒为指定队列所有元素的最大值 > } > } > } > > 针对v和w相等的情况,可以用f[i]表示容量为i的背包,是否恰好装满前面的某些物品。 > 下面的代码耗时1875ms,可以进行如下优化:排序、数组va和f进行交换、避免对队列长度的判断。 > 大概能优化到1s左右,比直接用“状态 + 计数”的方法要慢。 > > > 代码: > > #include<cstdio> > > //MAX_N 物品种类数最大值 MAX_n每种物品数目的最大值,MAX_V背包体积最大值 > const int MAX_N = 101, MAX_V = 100004; > > //w = v特例 > inline void pack(bool f[], int V, int v, int n, int& total) > { > //if (n == 0 || v == 0) return; > if (n == 1) { //01背包 > for (int i = V; i - v >= 0; --i) > if (! f[i] && f[i - v]) f[i] = true, ++total; > return; > } > if (n * v >= V - v + 1) { //完全背包 n >= V / v > for (int i = v; i <= V; ++i) > if (! f[i] && f[i - v]) f[i] = true, ++total; > return; > } > > bool va[MAX_V]; > for (int j = 0; j < v; ++j) { //多重背包 > bool *pb = va, *pe = va - 1; > size_t sum = 0; > for (int k = j; k <= V; k += v) { > if (pe == pb + n) sum -= *pb++; //队列已满,队首元素出队 > *++pe = f[k]; //进队 > sum += f[k]; > if (! f[k] && sum != 0) f[k] = true, ++total; > //f[k] = (bool)sum; > } > } > } > > int main() > { > //freopen("src.txt","r",stdin); > //freopen("z-e.txt","w",stdout); > int v[MAX_N], n[MAX_N]; > int V, N; > bool f[MAX_V]; > while (scanf("%d %d",&N,&V) != EOF) { > if (N + V == 0) break; > for (int i = 0; i < N; ++i) scanf("%d", &v[i]); > for (int i = 0; i < N; ++i) scanf("%d", &n[i]); > int total = 0; > f[0] = true; > for (int i = 1; i <= V; ++i) f[i] = false; > for (int i = 0; i < N; ++i) pack(f,V,v[i],n[i], total); > printf("%d\n",total); > } > } ORZ!! Followed by: Post your reply here: |
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