带背包"至少X值"约束

时间:2016-06-30 10:23:47

标签: algorithm dynamic-programming knapsack-problem

你将如何解决背包的这种变化?

你有n个对象(x1,... xn),每个对象有成本ci和值vi(1< = i< = n)和一个附加约束X,它是所选项目值的下限。 查找x1,...,xn的子集,最大限度地降低值至少为X的项目的成本。

我试图通过动态编程来解决这个问题,我想到的是修改用于K [n,c,X]的常用表格,其中X将是我需要达到的最小值,但这似乎是把我带到一边。有什么好主意吗?

2 个答案:

答案 0 :(得分:3)

提出了一种方法,将其归结为最初的背包问题。

首先,假设您已包含解决方案中的所有项目。 您的成本是Cost_Max,实现的值是Val_Max(对于存在的解决方案,应该>> X.)

现在,回想一下原始的背包问题:给定一组具有权重W(i)和值V(i)的项目,找到权重限制的最大可实现值= w。

现在,我们将使用此背包问题找到要包含在我们的答案集中的所有

因此,在计算问题中的Cost_Max和Val_Max后,您必须处理:

  • 成本(ci' s)为值(即V(i)' s)
  • 值(vi' s)作为权重(即W(i)' s)
  • (Val_Max - X)作为重量限制w

这将为您提供在价值保持> = X时可以移除的最高费用。

因此,如果从上面的步骤中找到的成本是Cost_Knapsack,那么您的答案是Cost_Max - Cost_Knapsack。

答案 1 :(得分:2)

这可以像我们做背包问题一样,在每个索引处我们尝试在背包内放入一个值或者没有,这里背包没有大小限制因此我们可以放任何元素在背包内。

然后我们只需要考虑那些满足size of the knapsack >= X

条件的解决方案

背包的状态是DP[i][j],其中i是元素的索引,j是当前背包的大小,注意我们只需要考虑那些有背包的解决方案j >= X

下面是c ++中的递归动态编程解决方案:

#include <iostream>
#include <cstring>
#define INF 1000000000


using namespace std;

int cost[1000], value[1000], n, X, dp[1000][1000];

int solve(int idx, int val){
    if(idx == n){
        //this is the base case of the recursion, i.e when
        //the value is >= X then only we consider the solution
        //else we reject the solution and pass Infinity
        if(val >= X) return 0;
        else return INF;
    }
    //this is the step where we return the solution if we have calculated it previously
    //when dp[idx][val] == -1, that means that the solution has not been calculated before
    //and we need to calculate it now
    if(dp[idx][val] != -1) return dp[idx][val];

    //this is the step where we do not pick the current element in the knapsack
    int v1 = solve(idx+1, val);

    //this is the step where we add the current element in the knapsack
    int v2 = solve(idx+1, val + value[idx]) + cost[idx];

    //here we are taking the minimum of the above two choices that we made and trying
    //to find the better one, i.e the one which is the minimum
    int ans = min(v1, v2);

    //here we are setting the answer, so that if we find this state again, then we do not calculate
    //it again rather use this solution that we calculated
    dp[idx][val] = ans;

    return dp[idx][val];
}

int main(){
    cin >> n >> X;
    for(int i = 0;i < n;i++){
        cin >> cost[i] >> value[i];
    }

    //here we are initializing our dp table to -1, i.e no state has been calculated currently
    memset(dp, -1, sizeof dp);

    int ans = solve(0, 0);

    //if the answer is Infinity then the solution is not possible
    if(ans != INF)cout << solve(0, 0) << endl;
    else cout << "IMPOSSIBLE" << endl;

    return 0;
}

链接到ideone上的解决方案:http://ideone.com/7ZCW8z