完全背包问题.md
题目:
- 有 N 种物品和一个容量是 V 的背包,每种物品都有无限件可用。第 i 种物品的体积是 vi,价值是 wi。
求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。
输入格式:第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。
接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i 种物品的体积和价值。
输出格式:
输出一个整数,表示最大价值。
数据范围:
0<N,V≤1000
0<vi,wi≤1000
输入样例
4 5
1 2
2 4
3 4
4 5
输出样例:
10
-题解:
1.二维数组:
import java.util.Scanner;
public class Main{
public static void main(String[] args){
Scanner sc=new Scanner(System.in);
//读取物品得数量和背包得体积
int N=sc.nextInt();
int V=sc.nextInt();
// 分别用于存储物品的体积和价值,数组下标从1开始使用,方便对应物品编号
int[] v=new int[N+1];
int[] w=new int[N+1];
for(int i=1;i<=N;i++){
v[i]=sc.nextInt();
w[i]=sc.nextInt();
}
//定义一个二维dp数组,通过两层循环来填充dp数组,dp[i][j]表示在前i个物品中,背包容量为j时能获得的最大价值
int[][] dp = new int[N + 1][V + 1];
// 初始化边界情况,当没有物品可选(i = 0)时,无论背包容量是多少,最大价值都为0
for (int j = 0; j <= V; j++) {
dp[0][j] = 0;
}
//核心代码:
for(int i=1;i<=N;i++){
for(int j=0;j<=V;j++){
//如果装得下
if(j>=v[i]){
dp[i][j]=Math.max(dp[i][j-v[i]]+w[i],dp[i-1][j]);
}else{
dp[i][j]=dp[i-1][j];
}
}
}
System.out.println(dp[N][V]);
}
}
总结:
01背包问题
题目:
- 有 N 件物品和一个容量是 V 的背包。
每件物品只能使用一次
。第 i 件物品的体积是 vi,价值是 wi。
求解将哪些物品装入背包,可使这些物品的总体积不超过背包容量,且总价值最大。
输出最大价值。
输入格式
第一行两个整数,N,V,用空格隔开,分别表示物品数量和背包容积。
接下来有 N 行,每行两个整数 vi,wi,用空格隔开,分别表示第 i 件物品的体积和价值。
输出格式
输出一个整数,表示最大价值。
数据范围
0<N,V≤1000
0<vi,wi≤1000
输入样例
4 5
1 2
2 4
3 4
4 5
输出样例:
8
- 看会了,就来试一试吧:经典的01背包问题
- 哈哈哈,祝你的代码状态为:
Accepted
- 要是还不会就看看这几个大佬的视频讲解吧:黑马程序员(多看几遍,多动动手)、代码随想录中的算法公开课。
- 文字版的讲解:代码随想录
- 题解:创建了二维数组 dp,其中 dp[i][j] 表示在前 i 个物品中,当背包容量为 j 时所能获得的最大价值,通过这样使用二维数组的动态规划方法,全面地考虑了放入和不放入每个物品的各种情况,最终准确地求出满足条件的背包能够装入物品的最大总价值。
- 代码:
二维数组dp数组
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 读取物品数量N和背包容积V
int N = scanner.nextInt();
int V = scanner.nextInt();
// 分别用于存储物品的体积和价值,数组下标从1开始使用,方便对应物品编号
int[] v = new int[N + 1];
int[] w = new int[N + 1];
for (int i = 1; i <= N; i++) {
v[i] = scanner.nextInt();
w[i] = scanner.nextInt();
}
// dp[i][j]表示在前i个物品中,背包容量为j时能获得的最大价值
int[][] dp = new int[N + 1][V + 1];
// 初始化边界情况,当没有物品可选(i = 0)时,无论背包容量是多少,最大价值都为0
for (int j = 0; j <= V; j++) {
dp[0][j] = 0;
}
// 动态规划核心逻辑,通过两层循环来填充dp数组
for (int i = 1; i <= N; i++) {
for (int j = 0; j <= V; j++) {
if (j >= v[i]) {
// 如果背包容量j大于等于第i个物品的体积v[i],可以选择放或不放该物品
// 取放与不放该物品能得到的最大价值
dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - v[i]] + w[i]);
} else {
// 如果背包容量j小于第i个物品的体积v[i],无法放入该物品,价值与前i - 1个物品时相同
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
}
}
}
// 输出在前N个物品中,背包容量为V时能获得的最大价值
System.out.println(dp[N][V]);
}
}
一维数组:
import java.util.Scanner;
public class KnapsackProblemOneDArray {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 读取物品数量N和背包容积V
int N = scanner.nextInt();
int V = scanner.nextInt();
// 分别用于存储物品的体积和价值
int[] v = new int[N + 1];
int[] w = new int[N + 1];
for (int i = 1; i <= N; i++) {
v[i] = scanner.nextInt();
w[i] = scanner.nextInt();
}
// dp[j]表示背包容量为j时能获得的最大价值(使用一维数组进行优化)
int[] dp = new int[V + 1];
// 动态规划核心逻辑,通过两层嵌套循环来填充dp数组
for (int i = 1; i <= N; i++) {
// 注意这里要从V开始逆序遍历到v[i],避免重复使用更新后的数据
for (int j = V; j >= v[i]; j--) {
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - v[i]] + w[i]);
}
}
// 输出背包容量为V时能获得的最大价值
System.out.println(dp[V]);
}
}
不同路径I、II-动态规划
动态规划的理论基础
- 总结:动态五部曲
1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义
2.确定递推公式
3.dp数组如何初始化
4.确定遍历顺序
5.举例推导dp数组
详细来源:代码随想录
不同路径I
- 题目:
- 一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 (起始点在下图中标记为 “Start” )。机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角(在下图中标记为“Finish” )。问总共有多少条不同的路径?

- 公开课:不同路径I
- 思路:
-
代码如下:
class Solution {
public int uniquePaths(int m, int n) {
//定义一个dp的二维数组
int[][] dp=new int[m][n];
//初始化dp[i][0]和dp[0][i]
for(int i=0;i<m;i++){
dp[i][0]=1;
}
for(int i=0;i<n;i++){
dp[0][i]=1;
}
//深推递推公式
for (int i = 1; i < m; i++) {
for (int j = 1; j < n; j++) {
dp[i][j] = dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
}
}
return dp[m-1][n-1];
}
}
最大子序和-贪心算法
贪心算法的理论基础
最大子序和
- 给定一个整数数组 nums ,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。
- 例如:对于数组 [ -2, 1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, 4 ]
- 它能够找出和最大的连续子数组(子数组是数组中的一个连续部分。在这里是 [ 4, -1, 2, 1 ],其和为 6)
- 并返回这个最大和的值。
- Leetcode题目链接
思路
- 说实话一开始看到这个题目,脑子的反应就是想用暴力解法,结果一试一试,还真行。哈哈。
- 思路:暴力解法的思路,第一层 for 就是设置起始位置,第二层 for 循环遍历数组寻找最大值。
代码如下:
class Solution {
public int maxSubArray(int[] nums) {
int result =Integer.MIN_VALUE;
int count = 0;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) { // 设置起始位置
count = 0;
for (int j = i; j < nums.length; j++) { // 每次从起始位置i开始遍历寻找最大值
count += nums[j];
result = count > result ? count : result;
}
}
return result;
}
}
- 但是时间复杂度:O(n^2)
- 空间复杂度:O(1),不推荐,还有更好的算法
- 那么就是贪心算法(其实也还有其他的解法,例如:dp动态规划)
代码:
class Solution {
public int maxSubArray(int[] nums) {
if (nums.length == 1){
return nums[0];
}
int sum = Integer.MIN_VALUE; //sum:用于记录在遍历数组过程中找到的最大子数组的和,
//初始化为 Integer.MIN_VALUE(Java 中 int 类型能表示的最小值),这样可以确保后续在比较和更新最大和时,任何有效的子数组和都能够比初始值大,从而可以正确地更新 sum 的值。
int count = 0; //count:用于累计当前正在考虑的连续子数组的元素和,初始化为 0,随着遍历数组不断累加元素的值来更新这个累计和
for (int i = 0; i < nums.length; i++){
count += nums[i];
sum = Math.max(sum, count); // 取区间累计的最大值(相当于不断确定最大子序终止位置)
if (count <= 0){
count = 0; // 相当于重置最大子序起始位置,因为遇到负数一定是拉低总和
}
}
return sum;
}
}