带分支定界法的改良背包

时间:2017-11-06 11:16:33

标签: algorithm knapsack-problem branch-and-bound

所以我遇到的问题如下:有一组N类对象,每个类别都有M个对象,每个对象都有一个指定的值和权重。我们必须从每个类别中选择一个对象,使得权重<=某个给定容量W,并且该值是最大值。必须使用分支和边界方法来解决任务。我很难理解这种方法在这种情况下应该如何工作。你能解释一下吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

算法应该做的一个简短例子。

假设您有4个项目[(weight, value)]= [(3, 5),(8, 10),(1, 2),(4, 5)]。 首先按重量对它们进行排序= [(1, 2),(12, 20),(4, 5),(9, 10)] 最大重量是16.

从第一个项目开始创建一个树,您可以在其中添加广告或删除项目。 在树中的每个级别计算权重,值和仍然留在三个中的值。如果分支中的值+值+小于您找到的最大值,则关闭该分支。如果重量超过大声,您也会关闭分支。

下面是它应该如何工作的示意图。

                                       (value)         (0)
                                       (weight)        (0)
                                       (value left)    (37)
                                                add          drop 
     (1,2)                                   <-------       ------>      
                                     (2)                                   (0)
                                     (1)                                   (0)
                                     (35)                                  (35)
     (20,12)            ---------------------------------------------------------------
                        (22)                    (2)               (20)              (0)
                        (13)                    (1)               (12)              (0)
                        (15)                   *(15)              (15)             *(15)
     (4,5)        -----------------------------------------------------------------------
                  (27)        (22)                          (25)         (20)
                  (17)        (13)                          (16)         (12)
                **(10)        (10)                          (10)         (10)
     (9,10)     ---------------------------------------------------------------------------
                            (31) (20)                    (35)   (25)   (30) (20)  
                            (22) (13)                    (25)   (16)   (21) (12) 
                          **(0)  (0)                   **(0)    (0)  **(0)  (0) 
                                                                win

*分支由于剩余的值+值而关闭。那么树中的最大值

** 由于重量大于大声重量,分支被关闭。

与蛮力方法相比,此方法的好处是减少了计算量。通过启动每个权重具有最高值的项目,很可能快速关闭分支并减少计算时间。

希望这有助于