西安院
算法设计与分析课内试验报告
题目:01背包动态规划、回溯和背包贪心
院系名称:
计算机学院
专业名称:
软件工程专业
班级:学生姓名:
0903班张桥
学号(8位):指导教师:
0409509123陈琳
时间:
2011年12月
f一设计目的通过上机实验:深刻理解和掌握01背包动态规划算法、回溯算法和背包贪心算法的问题
描述、算法设计思想、程序设计、算法复杂性分析、他们的区别及联系。二设计内容1问题的描述
101背包问题给定
种物品和一背包。物品i的重量是wi,其价值为vi,背包的容量为c。问应如何选择装入背包中的物品,使得装入背包中物品的总价值最大?2背包问题与01背包问题类似,所不同的是在选择物品i装入背包时,可以选择物品i的一部分,而不一定要全部装入背包,1i
。2算法设计思想101背包问题动态规划法:是将待求解的问题分解为若干个子问题(阶段),按顺序求解子阶段,前一子问题的解,为后一子问题的求解提供了有用的信息。在求解任一子问题时,列出各种可能的局部解,通过决策保留那些有可能达到最优的局部解,丢弃其他局部解。依次解决各子问题,最后一个子问题就是初始问题的解。由于动态规划解决的问题多数有重叠子问题这个特点,为减少重复计算,对每一个子问题只解一次,将其不同阶段的不同状态保存在一个二维数组中。设所给01背包问题的子问题的最优值为mi,j,即mi,j是背包容量为j,可选择物品为i,i1,…,
时01背包问题的最优值。由01背包问题的最优子结构性质,可以建立计算mi,j的递归式如下。
m
jv0
jw
0jw
mi
j
maxmi
1jmi1mi1j
j
wi
vi
jwi0jwi
回溯法:在问题的解空间树中,按深度优先策略,从根结点出发搜索解空间树。算法搜索至解空间树的任意一点时,先判断该结点是否包含问题的解。如果肯定不包含,则跳过对该结点为根的子树的搜索,逐层向其祖先结点回溯;否则,进入该子树,继续按深度优先策略搜索。
f2背包问题贪心算法:首先计算每种物品单位重量的价值ViWi,然后,依贪心选择策略,将尽可能多的单位重量价值最高的物品装入背包。若将这种物品全部装入背包后,背包内的物品总重量未超过C,则选择单位重量价值次高的物品并尽可能多地装入背包。依此策略一直地进行下去,直到背包装满为止。三.测试数据及运行结果1.正常测试数据(3组)及运行结果01背包问题:
动态规划法:
回溯法:
f背包问题:贪心算法:
四.调试情况r