代码随想录 Day41 动态规划(背包问题)

动态规划(Dynamic Programming,DP)是解决背包问题(Knapsack Problem)的一种常用方法。背包问题可以描述为:给定一组物品,每种物品都有自己的重量和价值,背包的总容量是固定的。我们需要从这些物品中挑选一部分,使得背包内物品的总价值最大,同时不超过背包的总容量。
根据问题的不同变体,背包问题可以分为:
1. **0-1背包问题**:每种物品仅有一件,可以选择放入或不放入背包。
2. **完全背包问题**:每种物品有无限件,可以选择放入背包多次或不放入。
3. **多重背包问题**:每种物品有限定的数量,可以选择放入背包的次数在该限定范围内。

 0-1背包问题
对于0-1背包问题,使用动态规划解法的基本思想是:
定义一个二维数组 `dp[i][w]`,表示在前 `i` 个物品中选择,且背包容量为 `w` 时能够得到的最大价值。
状态转移方程为:
                                [ dp[i][w] = \max(dp[i-1][w], dp[i-1][w-weight[i]] + value[i]) \]
其中,`weight[i]` 和 `value[i]` 分别表示第 `i` 个物品的重量和价值。


 完全背包问题
对于完全背包问题,状态转移方程变为:
                               [ dp[i][w] = \max(dp[i-1][w], dp[i-1][w-weight[i]] + value[i]) \]
这里 `dp[i][w]` 表示考虑前 `i` 种物品,背包容量为 `w` 时能够装入的最大价值。


多重背包问题
多重背包问题的状态转移方程与完全背包问题类似,但需要考虑物品的数量限制。假设每种物品有 `n[i]` 件,则状态转移方程为:
                               [ dp[i][w] = \max(dp[i-1][w], \sum_{j=1}^{n[i]} dp[i-1][w-weight[i]-j\times delta[i]] + value[i]\times j) \]
其中,`delta[i]` 表示第 `i` 种物品的重量与价值之比。
以上是动态规划解决背包问题的基本方法。在实际编程实现时,通常使用一维数组对状态进行压缩,以优化空间复杂度。

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