装载问题是一类经典的组合优化问题,主要求解有限载重量的货车装最多件物品的问题。这个问题可以用回溯法进行求解,代码实现如下:
```
#include
#define MAXN 1000
using namespace std;
int n,c,W[MAXN],cw,bestw;//分别为货物个数, 最大载重, 每个货物的重量, 当前载重, 最优载重
bool bestx[MAXN],x[MAXN];//bestx[]数组,保存最优解, x[]数组表示当前解
void backtrack (int i)//i表示当前处理第几个物品
{
if(i>n)//表示已经处理完所有物品
{
if(cw>bestw)//如果当前载重大于最优载重
{
bestw=cw;//更新最优载重
for(int j=1;j<=n;j++) bestx[j]=x[j];//保存最优解
}
return;
}
if(cw+W[i]<=c)//如果加入第i个物品后的总重量不超过C
{
x[i]=true;//将i加入到当前解中
cw+=W[i];
backtrack (i+1) ;//搜索下一层
cw-=W[i];//回溯
x[i]=false;
}
if (Bound(i+1)<=c)//若搜索下一层有结果才走
backtrack(i+1);
}
int Bound(int i)//求当前结点可以得到的最大载重量
{
int cLeft= c-cw;//表示剩余最大载重
int b =cw;//b表示物品的总重量
for(int j=i;j<=n;j++)
{
if(W[j]<=cLeft)
{
cLeft-=W[j];
b+=W[j];
}
else
{
b+=(cLeft*1.0/W[j])*W[j];//计算加入部分
break;//退出循环,省去无用枚举
}
}
return b;//返回最终结点的上界
}
int main ()
{
cin>>n>>c;//输入物品个数和最大载重
for(int i=1;i<=n;i++) cin>>W[i];//输入每个物品的重量
backtrack(1);
cout<
for(int i=1;i<=n;i++) if(bestx[i]) cout<
cout<
return 0;
}
```
在回溯函数中,我们以深度优先的方式搜索所有可能的装载方案。当处理完所有的物品后,如果当前载重大于最优载重,则更新最优解。
函数Bound()用来求当前结点上界,即搜索下一个物品能够得到的最优结果。如果Bound()不小于最优载重,则继续搜索下一层,否则回溯。
需要注意的是,在backtrack()中有两个分支,分别对应着当前层加入或不加入一个物品时的情况。如果已经加入物品超过了限制重量,则直接回溯。
从另一个角度来看,回溯法解决问题的过程是一个递归搜索的过程。在代码实现中,我们定义回溯函数backtrack(),使用递归的方式进行搜索。当到达边界条件(如,背包已满或者搜索完所有物品)时,回溯函数开始返回并回溯到之前的状态,继续搜索。
在回溯的过程中,我们采用了剪枝技术来减少搜索的范围。例如,在Bound()中,我们计算出当前结点的上界,只需要搜索下一层中上界不小于最优解的结点。
综上所述,我们可以利用回溯法求解装载问题。该问题可以在时间复杂度为O(2^n)的情况下得到最优解。由于每个物品只有选或不选两种情况,因此会出现指数级别的搜索空间,在实际应用中需要进行一定的优化和剪枝。
微信扫一扫,领取最新备考资料