c++中如何实现动态规划背包问题_c++动态规划背包问题实现方法

动态规划解决0-1背包问题通过状态转移方程dpi=max(dpi-1, dpi-1]+value[i])避免重复计算,使用二维数组实现后可优化为一维数组,从后往前更新避免覆盖,空间复杂度由O(nW)降为O(W),关键在于状态定义和逆序遍历。

c++中如何实现动态规划背包问题_c++动态规划背包问题实现方法

动态规划解决背包问题在C++中非常常见,尤其适用于0-1背包、完全背包等场景。核心思想是通过状态转移方程避免重复计算,提升效率。下面以经典的0-1背包问题为例,介绍实现方法。

问题描述

有n个物品,每个物品有重量weight[i]和价值value[i],给定一个承重为W的背包,求能装入的最大总价值,每件物品最多选一次。

定义状态与转移方程

使用二维数组dp[i][w]表示前i个物品在承重不超过w时的最大价值:若不选第i个物品:dp[i][w] = dp[i-1][w]若选择第i个物品(前提是w ≥ weight[i]):dp[i][w] = dp[i-1][w-weight[i]] + value[i]状态转移方程为:

dp[i][w] = max(dp[i-1][w], dp[i-1][w-weight[i]] + value[i])

C++实现代码(二维数组版本)

这是最直观的实现方式:

#include #include using namespace std;

int knapsack(int n, int W, vector& weight, vector& value) {vector<vector> dp(n + 1, vector(W + 1, 0));

for (int i = 1; i <= n; i++) {    for (int w = 0; w = weight[i-1]) {            dp[i][w] = max(dp[i][w], dp[i-1][w - weight[i-1]] + value[i-1]);        }    }}return dp[n][W];

}

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int main() {int n = 4, W = 8;vector weight = {2, 3, 4, 5};vector value = {3, 4, 5, 6};

cout << "最大价值: " << knapsack(n, W, weight, value) << endl;return 0;

}

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空间优化:一维数组实现

观察发现,dp[i][w]只依赖于dp[i-1][...],因此可用一维数组滚动更新,从后往前遍历避免覆盖:

int knapsack_optimized(int n, int W, vector& weight, vector& value) {    vector dp(W + 1, 0);
for (int i = 0; i = weight[i]; w--) {        dp[w] = max(dp[w], dp[w - weight[i]] + value[i]);    }}return dp[W];

}

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这种方法将空间复杂度从O(nW)降到O(W),是实际应用中的常用写法。

基本上就这些。掌握状态定义和逆序更新是一维优化的关键。

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