C++经典算法问题:背包问题(迭代+递归算法)!含源码⽰
问题说明
有N件物品和⼀个容量为V的背包。
第i件物品的重量是w[i],价值是v[i]。
求解将哪些物品装⼊背包可使这些物品的重量总和不超过背包容量,
且价值总和最⼤。
功能说明
本程序⽤动态规划的思想解决了背包问题,并⽤了两种算法: 迭代法、递归法。在迭代法中实现了打印背包问题的表格。
代码简述
通过⽤户输⼊数据,程序输⼊检测,动态分配空间,选择算法, ⽤动态规划的思想求解背包问题。
迭代法:
通过遍历n⾏W列,迭代每⾏每列的值,并把最优解放到 n⾏(在数组中为第n+1⾏)W列(在数组中为第W+1列)中。
递归法:
通过每次返回前i个物品和承重为j的最优解, 递归计算总背包问题的最优解。
源码⽰例
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int **T = NULL;  // 存储背包问题表格的数组指针
// 返回两个值的最⼤值
int max(int a, int b) {
return (a > b) ? a : b;
}
// 迭代法,能显⽰背包问题的表格
int packIterative(int n, int W, int *w, int *v) {
/
/ 循环遍历n⾏
// 循环遍历n⾏
for (int i = 1; i <= n; ++i)
{
// 循环遍历W列
for (int j = 1; j <= W; ++j)
{
//第i个物品能装下,则⽐较包括第i个物品和不包括第i个物品,取其最⼤值
if (w[i] <= j)
T[i][j] = max(v[i] + T[i - 1][j - w[i]], T[i - 1][j]);
// 第i个物品不能装下,则递归装i-1个
else
T[i][j] = T[i - 1][j];
}
}
return T[n][W];
}
// 递归法,不⽀持显⽰背包问题的表格
int packRecursive(int n, int W, int *w, int *v) {
// 结束条件(初始条件),i或者j为0时最⼤总价值为0
if (n == 0 || W == 0) {
return 0;
}
// 第i个物品不能装下,则递归装i-1个
if (w[n] > W) {
return packRecursive(n - 1, W, w, v);
}
//第i个物品能装下,则⽐较包括第i个物品和不包括第i个物品,取其最⼤值
else {
return max(v[n] + packRecursive(n - 1, W - w[n], w, v), packRecursive(n - 1, W, w, v)); }
}
// 打印背包问题的表格
void printT(int n, int W)
{
// 打印n⾏
for (auto i = 0; i <= n; i++)
{
// 打印⾏数
cout << i << ":\t";
// 打印W列
for (int w = 0; w <= W; w++)
{
cout << T[i][w] << "\t";
}
/
/ 换⾏
cout << endl;
}
}
int main() {
int *w = NULL;  // 存储每件物品重量的数组指针
int *v = NULL;  // 存储每件物品价值的数组指针
int n;    // 物品个数n
int W;    // 背包总承重W
cout << "---------------- 背包问题 ----------------" << endl;
cout << "请输⼊物品数 n (n>=0) " << endl;
/
/ 输⼊背包数
cin >> n;
if (cin.fail() || n < 0)
{
cout << "输⼊n错误!" << endl;
system("pause");
return 0;
}
cout << "请输⼊背包承重量 W (W>=0) " << endl;
// 输⼊背包承重量
cin >> W;
if (cin.fail() || W < 0)
{
cout << "输⼊W错误!" << endl;
system("pause");
return 0;
}
// 分配空间
// 对w和v分配n+1⼤⼩
w = new int[n + 1];
v = new int[n + 1];
// 对T分配n+1⾏,并初始化为0
T = new int *[n + 1]();
// 对T分配W+1列,并初始化为0
for (auto i = 0; i <= n; i++)
{
T[i] = new int[W + 1]();
}
// 输⼊背包的重量和价值
for (auto i = 1; i <= n; i++)
{
cout << "请输⼊第 " << i << " 个物品的重量和价值(⽤空格隔开)" << endl;  cin >> w[i] >> v[i];
if (cin.fail() || w[i] < 0 || v[i] < 0)
{
cout << "输⼊错误!" << endl;
system("pause");
return 0;
}
}
cout << "------------------------------------------------" << endl;
cout << "请选择算法:" << endl;
cout << "【1】迭代法" << endl;
cout << "【2】递归法" << endl;
cout << "------------------------------------------------" << endl;
int choose;
// 输⼊算法的选择
cin >> choose;
编程递归函数
switch (choose)
{
case 1:
{
// 迭代法,能显⽰背包问题的表格
cout << "能装下物品的最⼤价值为 " << packIterative(n, W, w, v) << endl;  cout << "------------------------------------------------" << endl;
printT(n, W);
break;
}
}
case 2:
{
// 递归法,不⽀持显⽰背包问题的表格
cout << "能装下物品的最⼤价值为 " << packRecursive(n, W, w, v) << endl;
break;
}
default:
{
cout << "输⼊错误!" << endl;
break;
}
}
cout << "------------------------------------------------" << endl;
delete w;
delete v;
for (int i = 0; i <= n; ++i) {
delete[] T[i];
}
delete[] T;
system("pause");
return 0;
}
今天的分享就到这⾥了,⼤家要好好学C++哟~
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