貪心算法之背包問題


貪心算法(又稱貪婪算法)是指,在對問題求解時,總是做出在當前看來是最好的選擇。也就是說,不從整體最優上加以考慮,他所做出的是在某種意義上的局部最優解。
 
貪心算法不是對所有問題都能得到整體最優解,關鍵是貪心策略的選擇,選擇的貪心策略必須具備無后效性,即某個狀態以前的過程不會影響以后的狀態,只與當前狀態有關。
 
完全背包問題:給定n個物品和一個容量為C的背包,物品i的重量是Wi,其價值為Vi,背包問題是如何選擇入背包的物品,使得裝入背包的物品的總價值最大,與0-1背包的區別是,在完全背包問題中,可以將物品的一部分裝入背包,但不能重復裝入
 
設計算法的思路很簡單,計算物品的單位價值,然后盡可能多的將單位重量價值高的物品放入背包中。
 
python實現代碼如下:
 1 # coding=gbk
 2 # 完全背包問題,貪心算法
 3 import time
 4 __author__ = 'ice'
 5 
 6 
 7 class goods:
 8     def __init__(self, goods_id, weight=0, value=0):
 9         self.id = goods_id
10         self.weight = weight
11         self.value = value
12 
13 
14 # 不適用於0-1背包
15 def knapsack(capacity=0, goods_set=[]):
16     # 按單位價值量排序
17     goods_set.sort(key=lambda obj: obj.value / obj.weight, reverse=True)
18     result = []
19     for a_goods in goods_set:
20         if capacity < a_goods.weight:
21             break
22         result.append(a_goods)
23         capacity -= a_goods.weight
24     if len(result) < len(goods_set) and capacity != 0:
25         result.append(goods(a_goods.id, capacity, a_goods.value * capacity / a_goods.weight))
26     return result
27 
28 
29 some_goods = [goods(0, 2, 4), goods(1, 8, 6), goods(2, 5, 3), goods(3, 2, 8), goods(4, 1, 2)]
30 
31 start_time = time.clock()
32 res = knapsack(6, some_goods)
33 end_time = time.clock()
34 print('花費時間:' + str(end_time - start_time))
35 
36 for obj in res:
37     print('物品編號:' + str(obj.id) + ' ,放入重量:' + str(obj.weight) + ',放入的價值:' + str(obj.value), end=',')
38     print('單位價值量為:' + str(obj.value / obj.weight))
39 
40 
41 # 花費時間:2.2807240614677942e-05
42 # 物品編號:3 ,放入重量:2,放入的價值:8,單位價值量為:4.0
43 # 物品編號:0 ,放入重量:2,放入的價值:4,單位價值量為:2.0
44 # 物品編號:4 ,放入重量:1,放入的價值:2,單位價值量為:2.0
45 # 物品編號:1 ,放入重量:1,放入的價值:0.75,單位價值量為:0.75

 


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