2贪心算法解决部分背包问题

算法分析与设计实验报告第四次实验
}
}
输入较小的结果：
测试结
果
输入较大的结果：
附录：
完整代码（贪心法）
;
cout<<endl;
cout<<"待装物品的价值为："<<endl;
for (i=0;i<n;i++)
cin>>item[i].v;
cout<<endl;
erval=item[i].v/item[i].w;
clock_t start,end,over; ;
实验心
得
首先这个实验，需要注意的点是背包问题与0-1背包不同，物品可以部分的放入背包中，所以思路也不一样，首先就是将物品按照单位质量价值排序，只这一点就有一点难度。

难度在于要是排序后物品的编号就会发生改变，输出的就不是之前的编号的物品，导致错误，后来发现如果为每一个物品保存一个副本，然后将它们的编号进行对比，就可以进行正确的输出了。

其中这个实验
让我学到了两点：一是结构体的使用，之前一直没有怎么用过，现在才发现自己其实不会用；二十对于库函数sort 函数的使用。

感觉每一次实验都有学到东西，很开心。

实验得
分 助教签名
sort(item,item+n,comparison); >c)
break;
tem[i]=1;
c-=item[i].w;
}
if(i<n) ;
for(i=0;i<n;i++) ==tmp[j])
x[j]=tem[i];
}
}
}。

C++贪⼼算法实现部分背包问题问题描述：在部分背包问题中，可以不必拿⾛整个⼀件物品，⽽是可以拿⾛该物品的任意部分。

以此求得在限定背包总重量，从给定的物品中进⾏选择的情况下的最佳（总价值最⾼）的选择⽅案。

细节须知：分别输出到同⽂件夹下两个⽂本⽂件中，名称分别是：“backpack-object.txt”和“backpack-weight.txt”。

算法原理：先求出所有物品的单位重量价值并进⾏由⼤到⼩的排序。

其次从排序处于⾸位的物品开始选择直到⽆法完整装⼊背包的物品，将其部分装⼊背包以填满背包的总重量，从⽽求得价值最⾼的选择⽅案。

1 #include <cstdio>2 #include <iostream>3 #include <ctime>4 #include <windows.h>5 #include <algorithm>6 #include <fstream>7using namespace std;8struct object9{10int no;11double weight;12double value;13double average;14};15bool cmp(const object &x, const object &y)16{17return x.average > y.average;//从⼩到⼤排<，若要从⼤到⼩排则>18}19void greedySelector(int m,int W,int solution[],struct object object[]){20int i = 0,V = 0,j = 0;21while(object[i].weight < W)22 {23 solution[i] = 1;24 W = W - object[i].weight;25 V = V + object[i].value;26 i++;27 }28 V = V + (W/object[i].weight)*object[i].value;29 solution[i] = 1;30 cout << "The corresponding value of the optimal option is:" << V << endl;31/*for( i = 0; i < m; i++)32 {33 if(solution[i] == 1)34 {35 cout << object[i].no << endl;36 }37 }*/38}39int main(void)40{41 LARGE_INTEGER nFreq;42 LARGE_INTEGER nBeginTime;43 LARGE_INTEGER nEndTime;44 ofstream fout1;45 ofstream fout2;46 srand((unsigned int)time(NULL));47int m,i,j,t;48double W;49double cost;50 cout << "Please enter the number of times you want to run the program:";51 cin >> t;52 fout1.open("backpack-object.txt",ios::app);53if(!fout1){54 cerr<<"Can not open file 'backpack-object.txt' "<<endl;55return -1;56 }57 fout1.setf(ios_base::fixed,ios_base::floatfield); //防⽌输出的数字使⽤科学计数法58 fout2.open("backpack-weight.txt",ios::app);59if(!fout2){60 cerr<<"Can not open file 'backpack-weight.txt' "<<endl;61return -1;62 }63 fout2.setf(ios_base::fixed,ios_base::floatfield); //防⽌输出的数字使⽤科学计数法64for (j = 0;j < t;j++)65 {66 cout << "——————————————————The "<< j + 1 << "th test —————————————————"<<endl;67 m = 1 + rand()%100000; //物品个数68 W = 10 + rand()%100000; //背包总重量69 fout1 << m << ",";70 fout2 << (int)W << ",";71int solution[m];72object object[m];73for( i = 0;i < m;i++)74 {75object[i].no = i + 1;76object[i].value = 1 + rand()%10000;77object[i].weight = 1 + rand()%10000;78object[i].average = object[i].value/object[i].weight;79 }80 QueryPerformanceFrequency(&nFreq);81 QueryPerformanceCounter(&nBeginTime);82 sort(object,object + m,cmp);83 greedySelector(m,W,solution,object);84 QueryPerformanceCounter(&nEndTime);85 cost=(double)(nEndTime.QuadPart - nBeginTime.QuadPart) / (double)nFreq.QuadPart;86 fout1 << cost << endl;87 fout2 << cost << endl;88 cout << "The running time is:" << cost << " s" << endl;89 }90 fout1.close();91 fout2.close();92 cout << endl;93 cout << "Success!" << endl;94return0;95 }程序设计思路：① 数据结构：结构体中存储物品序号、物品的重量、物品的价值、物品的单位重量价值；② 利⽤C++⾃带的sort函数对结构体按照物品的单位重量价值进⾏降序排列；③ 从排序处于⾸位的物品开始选择直到⽆法完整装⼊背包的物品，将其部分装⼊背包以填满背包的总重量，从⽽求得价值最⾼的选择⽅案。

算法分析实验报告贪心法解决背包问题学生姓名：专业：班级：学号:指导教师：2017年6月12日目录一、实验题目 (2)二、实验目的 (2)三、实验要求 (2)四、实现过程 (3)1、实验设计： (3)2、调试分析 (5)3、运行结果： (6)4、实验总结： (6)五、参考文献 (6)一、实验题目贪心法解决背包问题二、实验目的1）以背包问题为例，掌握贪心法的基本设计策略。

2）熟练掌握各种贪心策略情况下的背包问题的算法并实现；其中：量度标准分别取：效益增量v、物品重量w、v/ w比值；3) 分析实验结果来验证理解贪心法中目标函数设计的重要性。

三、实验要求1.[问题描述]：给定n种物品和一个背包。

物品i的重量是Wi，其价值为Vi，背包的容量为C。

应如何选择装入背包的物品，使得装入背包中物品的总价值最大? 与0-1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，但不可以重复装入。

2.[算法]：贪心法的基本思路：从问题的某一个初始解出发逐步逼近给定的目标，以尽可能快的地求得更好的解。

当达到某算法中的某一步不能再继续前进时，算法停止。

该算法存在问题：1）不能保证求得的最后解是最佳的；2）不能用来求最大或最小解问题；3）只能求满足某些约束条件的可行解的范围。

四、实现过程1、实验设计：1.用贪心法求解背包问题的关键是如何选定贪心策略，使得按照一定的顺序选择每个物品，并尽可能的装入背包，直至背包装满。

至少有三种看似合理的贪心策略：1）按物品价值v降序装包，因为这可以尽可能快的增加背包的总价值。

但是，虽然每一步选择获得了背包价值的极大增长，但背包容量却可能消耗太快，使得装入背包得物品个数减少，从而不能保证目标函数达到最大。

2）按物品重量w升序装包，因为这可以装入尽可能多的物品，从而增加背包总价值。

但是，虽然每一步选择使背包得容量消耗得慢了，但背包价值却没能保证迅速增长，从而不能保证目标函数达到最大。

js贪⼼算法---背包问题 /** @param {Object} capacity 背包容量 6* @param {Object} weights 物品重量 [2,3,4]* @param {Object} values 物品价值 [3,4,5]*///贪⼼算法，只能算，可以分割的物品，如果不能分割物品，只能得到近似解，不分割物品，可以使⽤动态规划 //1、计算每件商品的（价格/质量），即单位质量的价值//2、将单位质量价值排序//3、逐个取出console.log(tanx(6,[2,3,4],[3,4,5]));function tanx(capacity,weights,values){var list = [];for(var i = 0,len = weights.length; i < len; i++){list.push({num:i+1, //第⼏件商品w:weights[i], //重量v:values[i],rate:values[i]/weights[i]});}list.sort(function(a,b){if(a.rate > b.rate){return -1;}else{return 1;}});var selects = [];var total = 0;for(var i = 0,len = list.length; i < len; i++){var item = list[i];if(item['w'] <= capacity){selects.push({num:item.num,rate:1 , //完整的商品记录为1v:item.v,w:item.w});total = total + item.v;capacity = capacity - item.w;}else if(capacity > 0){//选取不完整的商品var rate = capacity/item['w'];var v = item.v*rate;selects.push({num:item.num,rate: rate,v:item.v*rate,w:item.w*rate});total = total + v;break;}else{break;}}return {selects,total}}。

贪婪法求解背包问题-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1实验二贪婪法一、实验目的1)理解和掌握贪婪算法的基本思想；2)使用贪婪算法求解背包问题以及最小花费生成树问题。

二、方法原理贪心算法就是做出一系列选择，使原问题达到最优解。

在每一个决策点，都是做出当前看来的最优选择。

三、实验设备PC机一台，C语言、PASCAL语言、Matlab任选四、方法原理贪心算法就是做出一系列选择，使原问题达到最优解。

在每一个决策点，都是做出当前看来的最优选择。

五、实验内容1)利用贪婪法求如下背包问题的最优解：n=5,M=100,价值P={20,30,66,40,60 }，重量为w={10,20,30,40,50}。

六、实验要求1)认真分析题目的条件和要求，复习相关的理论知识，选择适当的解决方案和算法；2)编写上机实验程序，作好上机前的准备工作；3)上机调试程序，并试算各种方案，记录计算的结果（包括必要的中间结果）；4)分析和解释计算结果；5)按照要求书写实验报告；源代码：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<iostream>using namespace std;#define n 5#define M 100typedef struct {int s;float p;//价值float w;float t;//价值重量比float x;}OBJECT;OBJECT obj[n];void swap(float &x, float &y) {float t;t = x;x = y;y = t;}float divide_and_conquer(OBJECT obj[], int low, int high) { int k, i = low;float z = obj[low].t;for (k = low + 1; k <= high; k++) {if (obj[k].t>z) {i += 1;if (i != k)swap(obj[i], obj[k]);}}swap(obj[low], obj[i]);return i;}void quick_sort(OBJECT obj[], int low, int high) {int k;if (low < high) {k = divide_and_conquer(obj, low, high);quick_sort(obj, low, k - 1);quick_sort(obj, k + 1, high);}}void sort_recover(OBJECT obj[]) {int i, j,temp;for (i = 0; i < n-1; i++) {for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {if (obj[j].s > obj[j + 1].s)swap(obj[j], obj[j + 1]);}}}float knapsack_greedy(OBJECT obj[]) {int i;float m,r=0;for(i=0;i<n;i++){obj[i].t=obj[i].p/obj[i].w;obj[i].x = 0;}quick_sort(obj,0,4);m = M;printf(" 物体价值重量价值重量比结果\n");printf("=========================================\n");for (i = 0; i < n; i++) {if (obj[i].w <= m) {obj[i].x = 1;m -= obj[i].w;r += obj[i].p;}else {obj[i].x = m / obj[i].w;r += obj[i].x * obj[i].p;break;}}return r;}void main() {int i;float r;//float x[] = { 0 };float s[] = { 1,2,3,4,5 };float p[]={ 20,30,66,40,60 };float w[]={ 10,20,30,40,50 };for (i = 0; i < n; i++) {obj[i].s = s[i];obj[i].p = p[i];obj[i].w = w[i];}r = knapsack_greedy(obj);sort_recover(obj);for (i = 0; i < n; i++) {printf(" %d %2.0f %2.0f %2.1f %1.1f\n", obj[i].s, obj[i].p, obj[i].w, obj[i].t, obj[i].x);}printf("\n最大价值为：%f\n",r );printf("背包问题的解向量：X={");for (i = 0; i < n; i++) {printf("%1.1f",obj[i].x);if(i<4)printf(",");}printf("}");system("pause");}结果：。

matlab中贪婪算法求解背包问题的研究与应用背包问题是一种特殊的最优化问题，常见于组合优化中。

在一般情况下，它要求从多种物品中挑选出某种数量的物品，并在总体质量限制下，达到总价值最优化。

背包问题最早由著名的十字军和维特根斯坦于末世纪四十年代被首先提出，他们认为它可以用来解决在野外战斗期间士兵装备配置问题。

在现代，当我们一定时间限制和资源限制的情况下做出最佳选择时，背包问题都会被广泛应用。

同时，它也被用来解决货币准备、电子商务中的物品搭配和货箱装箱等问题。

二、婪算法求解背包问题贪婪算法是一种能够有效解决搜索问题的算法，它总是在当前可行解中选择最优解。

这种算法的贪婪特性会让它比较容易实现，同时它也可以改善大多数最优时间复杂度和空间复杂度。

贪婪算法可以用来解决背包问题。

通过贪婪的决策选择，使得背包中的物品价值最大化。

贪婪算法的计算步骤如下：（1）根据背包容量，按比例选择价值较大且重量较轻的物品；（2）依次将价值最大的物品加入背包，直至规定重量到达为止；（3）检查最终获得的所有物品，保证它们尽可能满足重量限制。

三、lab中贪婪算法求解背包问题对于资源约束来说，lab中贪婪算法可以用来解决最优解问题。

lab中的贪婪算法可以用来求解背包问题，可以提高效率，提高求解的背包问题的精确度。

首先，可以将背包问题转化成一个更容易理解的数学模型：约束条件：质量：W=∑wi价值：V=∑xi其中，W为背包的总质量，V为背包的总价值，wi为第i个物品的质量，xi为第i个物品的价值。

设计算法：（1）根据约束条件取出有效物品，并且计算出每个物品的价值和质量比值；（2）按从大到小的价值比值顺序选择有效物品，并继续计算总的质量和价值；（3）当背包质量达到预定的容量时，停止选择，输出最终获得的最佳物品组合。

四、贪婪算法求解背包问题的实际应用贪婪算法求解背包问题在资源优化中有着很大的应用前景。

它可以用于供应链管理、资本规划、生产计划等领域，提高企业绩效，降低企业花销，从而改善企业生产力。

使⽤JAVA实现算法——贪⼼算法解决背包问题解释等全部在代码中，⾃⼰跑了下，是没问题的package BasePart;import java.io.BufferedReader;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;/*** 使⽤贪⼼算法解决背包问题* 背包问题：* 旅⾏者有背包容量m公⽄* 现在有重量W1,W2,W3,W4....Wn* 对应的价值V1,V2,V3,V4....Vn* 运⾏重复携带，欲求得最⼤价值* 贪⼼算法：求得最好的选择，但是贪⼼算法不是对于所有的问题都得到整体最优解* 贪⼼算法基本思路：* 1.建⽴数学模型来描述问题* 2.把求解问题分成若⼲个⼦问题* 3.对于每⼀个⾃问题求得局部最优解* 4.把⼦问题的解局部最优解合成原来解问题的⼀个解* 贪⼼算法的实现过程：* 从⼀个初始解出发* while-do朝总⽬标前进* 求出可⾏解的⼀个解元素* 由所有解元素组成合成问题的⼀个可⾏解*/public class Greedy {/*解决背包问题*需要背包容量*背包价值*背包剩余容量*解向量集合*/private double total_weight;private double total_value;private double rest_weight;//储存排序数组private Good[] arrayValue;private Good[] arrayWeight;private Good[] arrayC_P;private int goodsNum;private Good[] goods;private double real_weight;public Greedy() {}public Greedy(int goodsNum,double total_weight) {this.goodsNum=goodsNum;this.total_weight=total_weight;}public void init(String filename) throws IOException {/** 1.初始化程序* 2.从TXT⽂件中得到商品重量和其价值数组* 3.初始化序列数组arrayValue/Weight/C_P*/goods=new Good[goodsNum];BufferedReader data=new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(filename)));String buff;String[] strs;//循环赋值for(int i=0;i<4;i++){buff=data.readLine();strs=buff.split(" ");//根据位次goods[i]=new Good();//对象数组不仅仅需要初始化数组，对于数组内的每⼀个对象也需要初始化goods[i].setName(strs[0]);goods[i].setValue(Double.parseDouble(strs[1]));goods[i].setWeight(Double.parseDouble(strs[2]));goods[i].figureC_P();}//关闭输⼊流//成员变量初始化arrayValue=new Good[goodsNum];arrayWeight=new Good[goodsNum];arrayC_P=new Good[goodsNum];//初始化数组/** 价值由⼤到⼩数组*/arrayValue=arrayCopy(goods, arrayValue);//按照价值对arrayValue数组进⾏重新排列，使⽤冒泡排序法for(int i=0;i<goodsNum-1;i++){//从⼤到⼩排列for(int j=i+1;j<goodsNum;j++){if(arrayValue[i].getValue()<arrayValue[j].getValue()){Good temp=arrayValue[i];arrayValue[i]=arrayValue[j];arrayValue[j]=temp;}}}/**质量由⼩到⼤数组*/arrayWeight=arrayCopy(goods, arrayWeight);//按照价值对arrayWeight数组进⾏重新排列，使⽤冒泡排序法for(int i=0;i<goodsNum-1;i++){//从⼩到⼤排列for(int j=i+1;j<goodsNum;j++){if(arrayWeight[i].getWeight()>arrayWeight[j].getWeight()){Good temp=arrayWeight[i];arrayWeight[i]=arrayWeight[j];arrayWeight[j]=temp;}}}/** 性价⽐由⼤到⼩排列*/arrayC_P=arrayCopy(goods, arrayC_P);//按照价值对arrayC_P数组进⾏重新排列，使⽤冒泡排序法for(int i=0;i<goodsNum-1;i++){//从⼤到⼩排列for(int j=i+1;j<goodsNum;j++){if(arrayC_P[i].getC_P()<arrayC_P[j].getC_P()){Good temp=arrayC_P[i];arrayC_P[i]=arrayC_P[j];arrayC_P[j]=temp;}}}}//⽤于数组拷贝public Good[] arrayCopy(Good[] goods,Good[] arr2){arr2=goods.clone();return arr2;}private void show(Good[] goodsarr) {for(Good good:goodsarr){System.out.println(good.getName()+"\t"+good.getValue()+"\t"+good.getWeight()+"\t"+good.getC_P()+"\t"+good.getNum()); }}/*三种策略：度量准则* 依次选取价值最⼤填充* 依次选取重量最轻填充* 依次选取⽐价最⼤填充** ⽅法设计：* 按照度量准则* 传递⼀个按照选择优先级排列的对象数组* 迭代计算剩余容量* 返回设计⽅案*/public void strategy(Good[] goodsArray){rest_weight=total_weight;for(Good good:goodsArray){int selectNum=(int)Math.floor(rest_weight/good.getWeight());rest_weight=rest_weight-selectNum*good.getWeight();good.setNum(selectNum);if(rest_weight<arrayWeight[0].getWeight()){continue;}}}public void calculate(Good[] goodsArray,String target){total_value=0;real_weight=0;//处理结果System.out.println("在以"+target+"为准则的情况下");for(Good good:goodsArray){System.out.println(good.getName()+"\t\t数量："+good.getNum());total_value+=good.getValue()*good.getNum();real_weight+=good.getWeight()*good.getNum();}System.out.println("总价值是:\t"+total_value+"\t总重量是:\t"+real_weight); }public void solve() {/** 业务逻辑* 将优先级数组*/strategy(arrayValue);calculate(arrayValue,"价值");strategy(arrayWeight);calculate(arrayWeight,"重量");strategy(arrayC_P);calculate(arrayC_P,"⽐值");}public static void main(String[] args) throws IOException {Greedy greedy=new Greedy(4,50);greedy.init("goods.txt");greedy.solve();}}Txt⽂本为：ad钙奶 12 5ab胶带 6 1电脑 4000 30⾳响 500 15说明：第⼀列：名称第⼆列：价格第三列：重量程序运⾏结果为：待改善。

算法背包问题的五种方法1. 动态规划背包问题是一种经典的组合优化问题，动态规划是解决背包问题的常用方法之一。

动态规划将问题分解为子问题，并利用已解决子问题的结果来求解更大规模的问题。

对于背包问题，动态规划算法的基本思想是创建一个二维数组dp，其中dp[i][j]表示在前i个物品中选择若干个物品放入容量为j的背包中所能获得的最大价值。

通过填表格的方式，从子问题逐步求解到原问题，最终得到最优解。

2. 贪心算法贪心算法是另一种解决背包问题的方法。

它的基本思想是每一步都选择当前看起来最好的选择，而不考虑之前的选择对后续步骤的影响。

在背包问题中，贪心算法通常是按照物品的价值密度（价值与重量的比值）进行排序，然后依次选择价值密度最高的物品放入背包，直到背包容量不足为止。

贪心算法的优势在于其简单性和高效性，但它并不一定能得到最优解。

3. 分支定界法分支定界法是一种通过搜索方式求解背包问题的方法。

它的基本思想是通过搜索可能的解空间，并根据当前搜索路径的特性进行剪枝操作，从而减少搜索的时间和空间复杂度。

在背包问题中，分支定界法通常根据当前节点的上界（通过松弛问题得到）与当前最优解进行比较，如果上界小于当前最优解，则该节点不再继续拓展，从而减少搜索空间的大小，提高求解效率。

4. 回溯算法回溯算法是一种通过不断试探和回退的方式求解背包问题的方法。

它的基本思想是从问题的初始状态开始，不断地尝试不同的决策，并根据约束条件判断该决策是否可行。

如果决策可行，则继续尝试下一步决策；如果不可行，则回退到上一步并尝试其他决策。

在背包问题中，回溯算法通过递归的方式依次尝试每个物品的放入与不放入两种选择，直到找到满足约束条件的解或者穷尽所有可能。

5. 近似算法近似算法是一种通过快速求解背包问题的“近似”解来减小计算复杂度的方法。

它的基本思想是用一种简单而快速的策略求解背包问题，并且能够保证求解结果的近似程度。

在背包问题中，常见的近似算法有贪心算法和启发式算法。

部分背包问题（贪⼼算法）有N个商品,每个商品的重量为WI,价格为:PI,现有⼀个背包，最多能装Ｍ的重量．其中(0<=I<N,0<wi<M).问：怎样装能使包中装⼊的商品价值最⾼（对于每个商品可以只装该商品的⼀部分）#include <stdio.h>#include <iostream>#include<stdlib.h>#define MAXSIZE 100 //假设物体总数#define M 15 //背包的载荷能⼒using namespace std;//算法核⼼，贪⼼算法void GREEDY(float w[], float x[], int sortResult[], int n){float c = M;int i = 0;int temp = 0;for (i = 0; i < n; i++)//准备输出结果{x[i] = 0;}for (i = 0; i < n; i++){for(int j=0;j<n;j++)if(sortResult[j]==i+1){temp = j;//得到取物体的顺序break;}if (w[temp] > c){break;}x[temp] = 1;//若合适则取出c -= w[temp];//将容量相应的改变}if (i <= n)//使背包充满{x[temp] = c / w[temp]; //取某件物品的⼀部分}return;}void sort(float x[], int sortResult[], int n){int i = 0, j = 0;int index = 0, k = 0;for (i = 0; i < n; i++)//对映射数组赋初值0{sortResult[i] = 0;}for (i = 0; i < n; i++){float temp = 0;index = i;//找到性价⽐最⾼的商品，并保存下标for (j = 0; j < n; j++){if ((temp < x[j]) && (sortResult[j] == 0)){temp = x[j];index = j;}}//对w[i]作标记if (sortResult[index] == 0){sortResult[index] = ++k;}}cout<<"映射数组sortResult："<<endl;for (i = 0; i < n; i++)cout<<sortResult[i]<<" ";return;}//得到本算法的所有输⼊信息void getData(float p[], float w[], int *n){int i = 0;printf("please input the total count of object: ");scanf("%d", n);printf("Please input array of p :\n");for (i = 0; i < (*n); i++){scanf("%f", &p[i]);}printf("Now please input array of w :\n");for (i = 0; i < (*n); i++){scanf("%f", &w[i]);}return;}void output(float x[], int n){int i;printf("\n\nafter arithmetic data: advise method\n");for (i = 0; i < n; i++){printf("x[%d]\t", i);}printf("\n");for (i = 0; i < n; i++){printf("%2.3f\t", x[i]);}return;}int main(){float p[MAXSIZE], w[MAXSIZE], x[MAXSIZE];int i = 0, n = 0;int sortResult[MAXSIZE];getData(p, w, &n); //获取数据for (i = 0; i < n; i++){x[i] = p[i] / w[i]; //得到每件物品的单位重量的价值}sort(x, sortResult, n); //得到映射数组，数组中按照物品单位重量的价值从⼤到⼩的顺序做了标记，⽅便取物品GREEDY(w, x, sortResult, n); //按照映射数组标记的顺序取物品，和总重量⽐较output(x, n);return0;}所谓贪⼼算法是指，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。

部分背包问题的贪⼼算法正确性证明⼀，部分背包问题介绍⾸先介绍下0-1背包问题。

假设⼀共有N件物品，第 i 件物品的价值为 V i，重量为W i，⼀个⼩偷有⼀个最多只能装下重量为W的背包，他希望带⾛的物品越有价值越好，请问：他应该选择哪些物品？0-1背包问题的特点是：对于某件（更适合的说法是：某类）物品，要么被带⾛（选择了它），要么不被带⾛（没有选择它），不存在只带⾛⼀部分的情况。

⽽部分背包问题则是：可以带⾛⼀部分。

即，部分背包问题可带⾛的物品是可以⽆限细分的。

（连续与离散的区别）可以把0-1背包问题中的物品想象的⼀个⾦⼦，你要么把它带⾛，要么不带⾛它；⽽部分背包问题中的物品则是⼀堆⾦粉末，可以取任意部分的⾦粉末⼆，部分背包问题的贪⼼算法部分背包问题可以⽤贪⼼算法求解，且能够得到最优解。

贪⼼策略是什么呢？将物品按单位重量所具有的价值排序。

总是优先选择单位重量下价值最⼤的物品。

单位重量所具有的价值：V i / W i举个例⼦：假设背包可容纳50Kg的重量，物品信息如下：物品 i 重量(Kg) 价值单位重量的价值1 10 60 62 20 100 53 30 120 4按照我们的贪⼼策略，单位重量的价值排序：物品1 > 物品2 > 物品3因此，我们尽可能地多拿物品1，直到将物品1拿完之后，才去拿物品2.....最终贪⼼选择的结果是这样的：物品1全部拿完，物品2也全部拿完，物品3拿⾛10Kg（只拿⾛了物品3的⼀部分）这种选择获得的价值是最⼤的。

在（三）会给出证明。

⽽对于0-1背包问题，如果也按“优先选择单位重量下价值最⼤的物品”这个贪⼼策略，那么，在拿了物品1和物品2之后，就不能在拿物品3了。

因为，在拿了物品1和物品2之后，背包中已经装了10+20=30Kg的物品了，已经装不下物品3了（50-30 < 30）（0-1背包：⼀件物品要么拿，要么不拿，否能只拿⼀部分）,此时得到的总价值是 160。

Python基于贪⼼算法解决背包问题⽰例本⽂实例讲述了Python基于贪⼼算法解决背包问题。

分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：贪⼼算法（⼜称贪婪算法）是指，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。

也就是说，不从整体最优上加以考虑，他所做出的是在某种意义上的局部最优解。

贪⼼算法不是对所有问题都能得到整体最优解，关键是贪⼼策略的选择，选择的贪⼼策略必须具备⽆后效性，即某个状态以前的过程不会影响以后的状态，只与当前状态有关。

完全背包问题：给定n个物品和⼀个容量为C的背包，物品i的重量是Wi,其价值为Vi,背包问题是如何选择⼊背包的物品，使得装⼊背包的物品的总价值最⼤，与0-1背包的区别是，在完全背包问题中，可以将物品的⼀部分装⼊背包，但不能重复装⼊。

设计算法的思路很简单，计算物品的单位价值，然后尽可能多的将单位重量价值⾼的物品放⼊背包中。

python实现代码如下：# coding=gbk# 完全背包问题，贪⼼算法import time__author__ = 'ice'class goods:def __init__(self, goods_id, weight=0, value=0):self.id = goods_idself.weight = weightself.value = value# 不适⽤于0-1背包def knapsack(capacity=0, goods_set=[]):# 按单位价值量排序goods_set.sort(key=lambda obj: obj.value / obj.weight, reverse=True)result = []for a_goods in goods_set:if capacity < a_goods.weight:breakresult.append(a_goods)capacity -= a_goods.weightif len(result) < len(goods_set) and capacity != 0:result.append(goods(a_goods.id, capacity, a_goods.value * capacity / a_goods.weight))return resultsome_goods = [goods(0, 2, 4), goods(1, 8, 6), goods(2, 5, 3), goods(3, 2, 8), goods(4, 1, 2)]start_time = time.clock()res = knapsack(6, some_goods)end_time = time.clock()print('花费时间：' + str(end_time - start_time))for obj in res:print('物品编号:' + str(obj.id) + ' ,放⼊重量:' + str(obj.weight) + ',放⼊的价值:' + str(obj.value), end=',')print('单位价值量为:' + str(obj.value / obj.weight))# 花费时间：2.2807240614677942e-05# 物品编号:3 ,放⼊重量:2,放⼊的价值:8,单位价值量为:4.0# 物品编号:0 ,放⼊重量:2,放⼊的价值:4,单位价值量为:2.0# 物品编号:4 ,放⼊重量:1,放⼊的价值:2,单位价值量为:2.0# 物品编号:1 ,放⼊重量:1,放⼊的价值:0.75,单位价值量为:0.75更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《》、《》、《》、《》、《》及《》希望本⽂所述对⼤家Python程序设计有所帮助。

算法分析与设计-贪心算法求解背包问题用贪心算法求解背包问题D软件101 薛思雨511020825一、贪心算法介绍顾名思义，贪心算法总是作出在当前看来最好的选择。

也就是说贪心算法并不从整体最优考虑，它所作出的选择只是在某种意义上的局部最优选择。

当然，希望贪心算法得到的最终结果也是整体最优的。

虽然贪心算法不能对所有问题都得到整体最优解，但对许多问题它能产生整体最优解。

如单源最短路经问题，最小生成树问题等。

在一些情况下，即使贪心算法不能得到整体最优解，其最终结果却是最优解的很好近似。

贪心算法求解的问题一般具有两个重要性质：贪心选择性质和最优子结构性质。

所谓贪心选择性质是指所求问题的整体最优解可以通过一系列局部最优解的选择，即贪心选择来达到。

这是贪心算法可行的第一个基本要素，也是贪心算法与动态规划算法的主要区别。

当一个问题的最优解包含其子问题的最优解时，称此问题具有最优子结构性质。

问题的最优子结构性质是该问题可用动态规划算法或贪心算法求解的关键特征。

二、贪心法的基本思路从问题的某一个初始解出发逐步逼近给定的目标，以尽可能快的地求得更好的解。

当达到某算法中的某一步不能再继续前进时，算法停止。

该算法存在问题：1. 不能保证求得的最后解是最佳的；2. 不能用来求最大或最小解问题；3. 只能求满足某些约束条件的可行解的范围。

三、关于贪心算法在背包问题中的应用的探讨①问题描述：0-1背包问题：给定n种物品和一个背包。

物品i的重量是Wi，其价值为Vi，背包的容量为C。

应如何选择装入背包的物品，使得装入背包中物品的总价值最大? 在选择装入背包的物品时，对每种物品i 只有2种选择，即装入背包(1)或不装入背包(0)。

不能将物品i装入背包多次，也不能只装入部分的物品i。

背包问题：与0-1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，1≤i≤n。

②贪心算法解决背包问题有几种策略：(i) 一种贪婪准则为：从剩余的物品中，选出可以装入背包的价值最大的物品，利用这种规则，价值最大的物品首先被装入（假设有足够容量），然后是下一个价值最大的物品，如此继续下去。

贪心算法求解背包问题：#include<stdio.h>#define maxnumber 20typedef struct node{float w;float v;int i;}Object;float find(Object wp[],int n,float M) {float x[maxnumber];int i;float maxprice=0;for(i=1;i<=n;i++)//初始化x[n];{x[i]=0.0;}i=0;while(wp[i].w < M){x[wp[i].i]=1;M=M-wp[i].w;i++;}x[wp[i].i]=M/wp[i].w;//输出解向量printf("解向量是：\n");for(i=1;i<=n;i++){printf("x[%d]=%f",i,x[i]);}printf("\n");//计算最大价值for(i=0;i<n;i++){maxprice=maxprice+wp[i].v*x[wp[i].i];}return maxprice;}void main(){Object wp[maxnumber];int i,j,n;float C;//背包的重量int flag;float maxprice,temp;printf("请输入物品的种数:");scanf("%d",&n);printf("请输入背包的重量:");scanf("%f",&C);printf("\n请输入物品的序号、重量和价值：");for(i=0;i<n;i++){scanf("%d",&wp[i].i);scanf("%f",&wp[i].w);scanf("%f",&wp[i].v);}printf("\n输入的物品是：\n");//输出物品for(i=0;i<n;i++){printf(" %d",wp[i].i);printf(" %f",wp[i].w);printf(" %f",wp[i].v);printf("\n");}//用冒泡排序对物品按照单位价值进行降序排序for(i=1;i<n;i++){flag=0;for(j=n-1;j>=i;j--){if(wp[j-1].v/wp[j-1].w < wp[j].v/wp[j].w){temp=wp[j-1].i;wp[j-1].i=wp[j].i;wp[j].i=temp;temp=wp[j-1].w;wp[j-1].w=wp[j].w;wp[j].w=temp;temp=wp[j-1].v;wp[j-1].v=wp[j].v;wp[j].v=temp;flag=1;}if(flag==0)break;}}printf("\n排序后的物品是：\n");//输出物品for(i=0;i<n;i++){printf(" %d",wp[i].i);printf(" %f",wp[i].w);printf(" %f",wp[i].v);printf("\n");}maxprice=find(wp,n,C);printf("\n物品的重价值为：%f",maxprice);}。

贪⼼算法部分背包问题的代码记录python实现#问题：给定⼀些物品，⽤matrix表⽰(质量，价值),有⼀背包承重为M#求如何装⼊物品使背包中物品价值最⼤，以及得出最⼤价值。

可以部分装⼊def bufenbeibao(matrix,M):total_value=0 #总价值take_lst=[0 for _ in range(len(matrix))] #物品表，⽤0初始化matrix.sort(key=lambda x:x[1]/float(x[0]),reverse=True)for i in range(len(matrix)): #从最⼤价值的物品开始判断if matrix[i][0]<M: #质量⼩于当前背包容量total_value+=matrix[i][1]M-=matrix[i][0] #更新总价值take_lst[i]=1 #更新物品表else:#如果背包容量⼩于等于当前物品质量#就放⼊部分物品total_value+=M*matrix[i][1]/float(matrix[i][0]) #总价值/总量=单位价值#价值加上剩余填满背包的质量M*当前物品单位价值take_lst[i]=M/float(matrix[i][0]) #物品百分⽐(选择的量M/总量)breakreturn matrix,take_lst,total_valuematrix=[(100,30),(60,10),(40,20),(120,50)] #(质量，价值)M=240 #背包总容量sorted_matrix,thing_list,value=bufenbeibao(matrix,M)print("按单位价值从⼤到⼩排序后的matrix:",sorted_matrix)print("拿取物品的占⽐：",thing_list)print("获得物品的总价值为：",value)。

算法设计与分析实验报告实验名称 贪心算法实现背包问题 评分 实验日期 年 月 日 指导教师 姓名 专业班级 学号一.实验要求1. 优化问题有n个输入，而它的解就由这n个输入满足某些事先给定的约束条件的某个子集组 成，而把满足约束条件的子集称为该问题的可行解。

可行解一般来说是不唯一的。

那些使目标函数取极值(极大或极小)的可行解，称为最优解。

2.贪心法求优化问题算法思想：在贪心算法中采用逐步构造最优解的方法。

在每个阶段，都作出一个看上去最优的决策（在一定的标准下）。

决策一旦作出，就不可再更改。

作出贪心决策的依据称为贪心准则（greedy criterion）。

3.一般方法1）根据题意，选取一种量度标准。

2）按这种量度标准对这n个输入排序3）依次选择输入量加入部分解中。

如果当前这个输入量的加入，不满足约束条件，则不把此输入加到这部分解中。

procedure GREEDY(A，n) /*贪心法一般控制流程*///A(1：n)包含n个输入//solutions←φ //将解向量solution初始化为空／for i←1 to n dox←SELECT(A)if FEASIBLE(solution，x)then solutions←UNION(solution，x)endifrepeatreturn(solution)end GREEDY4. 实现典型的贪心算法的编程与上机实验，验证算法的时间复杂性函数。

二.实验内容1. 编程实现背包问题贪心算法。

通过具体算法理解如何通过局部最优实现全局最优，并验证算法的时间复杂性。

2.输入5个的图的邻接矩阵，程序加入统计prim算法访问图的节点数和边数的语句。

3.将统计数与复杂性函数所计算比较次数比较，用表格列出比较结果，给出文字分析。

三.程序算法1. 背包问题的贪心算法procedure KNAPSACK(P，W，M，X，n)//P(1：n)和W(1；n)分别含有按P(i)/W(i)≥P(i+1)/W(i+1)排序的n件物品的效益值和重量。

2贪心算法解决部分背包问题一、实验目的学习掌贪心算法法思想。

二、实验内容用贪心法解决部分背包问题。

给定n种物品和一个背包。

物品i的重量是Wi，其价值为pi，背包的容量为M，将物品i的一部分xi放入背包会得到pi xi的效益。

应如何选择装入背包的物品，使得装入背包中物品的总价值最大?给出具体的装包方案。

在选择装入背包的物品时，对每种物品i，可以整件装入背包、不装入背包或部分装入背包。

但不能将物品i装入背包多次。

四、需求分析对于给定n种物品和一背包。

在容量最大值固定的情况下，要求装入的物品价值最大化。

五、基本思想：贪婪法是解决最优化问题时的一种简单但适用范围有限的策略。

总是对当前的问题作最好的选择，也就是局部寻优。

最后得到整体最优。

总是选择单位价值最高的物品。

六、详细设计#include<iostream>using namespace std;struct _Object//物品结构体{int Value;//物品价值int Weight;//物品重量int AveValue;//物品单位价值float Num;//物品可以放入的数量void knaspsack(int n,float M,_Object object[]){ //n为物品个数，M为背包容量int i;float C=M;for(i=0;i<n;i++){object[i].Num=0;//初始化放入背包的物品为0if(object[i].Weight>C)break;//当物品重量大于背包容量时else//小于时{object[i].Num=1;//物品i放入一件C-=object[i].Weight;//背包容量减小}}if(i<=n)//当不能放入整个物品时，选取物品一部分放入object[i].Num=C/object[i].Weight;for(i=0;i<n;i++){if(object[i].Num>0)cout<<"重量为: "<<object[i].Weight<<" 价值为: "<<object[i].Value<<" 的物品放入"<<object[i].Num<<" 件"<<endl;}}void SortObject(_Object object[],int n)//将各个物品按单位价值进行排序{int j;_Object temp;int i;for(i=0;i<n;i++)object[i].AveValue=object[i].Value/object[i].Weight;//各个物品的单位价值for(i=0;i<n-1;i++)//根据物品的单位价值对物品进行从大到小的冒泡排序{for(j=0;j<n-i-1;j++){if(object[j].AveValue<object[j+1].AveValue){temp=object[j];object[j]=object[j+1];object[j+1]=temp;}}}}int main(){_Object object[4];//4个物品int M=9;//背包容量为15object[0].Weight=2;object[0].Value=3;object[1].Weight=3;object[1].Value=4;object[2].Weight=4;object[2].Value=5;object[3].Weight=5;object[3].Value=7;SortObject(object,4);knaspsack(4,M,object);}七、结果分析：对于0-1背包问题，贪心算法之所以不能得到最优解是因为在这种情况下，它无法保证最后能将背包装满，部分闲置的背包空间，使每公斤背包的价值降低了。

背包问题贪心法和动态规划方案法求解嘿，大家好！今天咱们来聊聊那个让人又爱又恨的背包问题。

这个问题可是算法领域的经典难题，不过别怕，今天我会用贪心法和动态规划两种方法帮你轻松搞定它！来个简单直接的背景介绍。

背包问题，简单来说，就是给定一组物品，每个物品都有一定的价值和重量，你需要在不超过背包承载重量的前提下，挑选出价值最大的物品组合。

听起来是不是有点像生活中的购物决策？哈哈，没错，这就是背包问题的魅力所在。

好，下面咱们直接进入主题。

一、贪心法贪心法，顾名思义，就是每一步都选择当前看起来最优的方案。

对于背包问题，贪心法的核心思想就是：每次都选取价值密度最大的物品。

1.计算每个物品的价值密度，即价值除以重量。

2.然后，按照价值密度从大到小排序。

3.从排序后的列表中依次选取物品，直到背包装满或者没有物品可选。

二、动态规划法动态规划，这是一种更加严谨、也更复杂的方法。

它的核心思想是：通过把大问题分解成小问题，逐步求解，最终得到最优解。

1.定义一个二维数组dp[i][j]，表示在前i个物品中选择，背包容量为j时的最大价值。

2.我们考虑第i个物品是否放入背包。

如果放入，则前i-1个物品在容量为j-w[i]时的最大价值加上w[i]的价值，即dp[i][j]=dp[i-1][j-w[i]]+w[i]。

如果不放入，则前i-1个物品在容量为j时的最大价值，即dp[i][j]=dp[i-1][j]。

3.通过比较这两种情况，取最大值作为dp[i][j]的值。

整个过程中，我们需要遍历所有物品和所有可能的背包容量，最终得到dp[n][W]就是我们要找的最大价值。

现在，让我们用一段代码来具体实现一下动态规划法：defknapsack(W,weights,values):n=len(values)dp=[[0for_inrange(W+1)]for_inrange(n+1)]foriinrange(1,n+1):forjinrange(1,W+1):ifj>=weights[i-1]:dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i-1][j-weights[i-1]]+values[i -1])else:dp[i][j]=dp[i-1][j]returndp[n][W]测试数据W=50weights=[10,20,30]values=[60,100,120]print(knapsack(W,weights,values))怎么样？是不是觉得动态规划法虽然复杂，但逻辑清晰，更容易找到最优解？通过上面的分析，我们可以看到，贪心法简单高效，但有时候并不能得到最优解；而动态规划法虽然计算复杂度较高，但可以得到最优解。