279 lines
6.7 KiB
Markdown
279 lines
6.7 KiB
Markdown
|
|
## 背包问题-方案数-空间至多$j$
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 一、$01$背包
|
|||
|
|
|
|||
|
|
例子:给你一堆物品,每个物品有一定的体积,每个物品只能**选一个**,求总体积 <font color='red' size=4><b>不超过$m$</b></font>的 <font color='blue' size=4><b>方案数</b></font>。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
<font color='black' size=4><b>求方案数,没有价值累加的概念。</b></font>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
输入
|
|||
|
|
``` c++
|
|||
|
|
//物品个数 体积
|
|||
|
|
//每个物品的体积
|
|||
|
|
4 5
|
|||
|
|
2 2 3 7
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
输出
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
7
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
**理解一下**
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
一个都不选
|
|||
|
|
a[0]
|
|||
|
|
a[1]
|
|||
|
|
a[2]
|
|||
|
|
a[0]+a[1]
|
|||
|
|
a[0]+a[2]
|
|||
|
|
a[1]+a[2]
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 1、二维
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
const int N = 110;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n, m;
|
|||
|
|
int f[N][N];//第一维:前i个物品,第二维:体积j及以下
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
scanf("%d %d",&n,&m);
|
|||
|
|
//初始化,在前0个物品中选,所有合法空间,都有一种结果,就是啥也不要,啥也不要也满足“不超过j”这个条件,方案数=1。
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= m; i++) f[0][i] = 1;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
int v;
|
|||
|
|
scanf("%d",&v);
|
|||
|
|
for (int j = 0; j <= m; j++) {
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j];//不被i件物品
|
|||
|
|
if (j >= v) f[i][j] += f[i - 1][j - v];//能装下就要加上可以转移过来状态的方案数
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%d\n",f[n][m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 2、一维
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
const int N = 110;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n, m;
|
|||
|
|
int f[N];
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
scanf("%d %d", &n, &m);
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= m; i++) f[i] = 1;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
int v;
|
|||
|
|
scanf("%d",&v);
|
|||
|
|
for (int j = m; j >= v; j--) f[j] += f[j - v];
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%d\n",f[m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
### 二、完全背包
|
|||
|
|
|
|||
|
|
例子:给你一堆物品,每个物品有一定的体积,每个物品可以选**无数多个**,<font color='red' size=4><b>求总体积不超过$m$</b></font>的 <font color='blue' size=4><b>方案数</b></font>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
输入
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
3 5
|
|||
|
|
2 3 7
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
输出
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
5
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
理解一下:
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
一个都不选
|
|||
|
|
a[0]
|
|||
|
|
a[0]*2
|
|||
|
|
a[1]
|
|||
|
|
a[0]+a[1]
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
共$5$种方案。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 1、二维
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
const int N = 110;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n, m;
|
|||
|
|
int f[N][N];
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
//文件输入
|
|||
|
|
freopen("ZhiDuo_WQ.in", "r", stdin);
|
|||
|
|
|
|||
|
|
scanf("%d %d", &n, &m);
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= m; i++) f[0][i] = 1; //前0种物品中选择,最多不超过m的体积下,选择的方案只有一种合法,就是啥也不选
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
int v;
|
|||
|
|
scanf("%d", &v);
|
|||
|
|
/*写法1*/
|
|||
|
|
for (int j = 0; j <= m; j++) {
|
|||
|
|
if (j >= v)
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j] + f[i][j - v];
|
|||
|
|
//注意这里与01背包的差别!!!
|
|||
|
|
// 在01背包的状态转移中,i就是i,它之前不能出现过i,只能从i-1转移
|
|||
|
|
// 在完全背包的状态转移中,i出现过没关系,只要能装下,出现几个都行,可以从i转移
|
|||
|
|
// 01背包:
|
|||
|
|
// f[i][j] = f[i - 1][j] + f[i - 1][j - v];
|
|||
|
|
else
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j];
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
/*写法2*/
|
|||
|
|
// for (int j = 0; j <= m; j++) {
|
|||
|
|
// f[i][j] = f[i - 1][j];
|
|||
|
|
// if (j >= v) f[i][j] += f[i][j - v];
|
|||
|
|
// }
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%d\n", f[n][m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 2、一维
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
const int N = 110;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n, m;
|
|||
|
|
int f[N];
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
scanf("%d %d", &n, &m);
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= m; i++) f[i] = 1;
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
int v;
|
|||
|
|
scanf("%d",&v);
|
|||
|
|
//完全背包
|
|||
|
|
for (int j = v; j <= m; j++) f[j] += f[j - v];
|
|||
|
|
//对比01背包
|
|||
|
|
//for (int j = m; j >= v; j--) f[j] += f[j - v];
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%d\n",f[m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
练习题
|
|||
|
|
[洛谷 P1832](https://www.luogu.com.cn/problem/P1832)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
欧筛下标从1开始
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
typedef long long LL;
|
|||
|
|
const int N = 1e3 + 5;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
LL f[N][N];
|
|||
|
|
|
|||
|
|
//欧拉筛,下标从1开始
|
|||
|
|
//这个欧拉筛黄海修改过,修改下标从1开始
|
|||
|
|
int primes[N], st[N], cnt;
|
|||
|
|
void get_primes(int n) {
|
|||
|
|
for (int i = 2; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
if (!st[i]) primes[++cnt] = i;
|
|||
|
|
for (int j = 1; primes[j] * i <= n; j++) {
|
|||
|
|
st[primes[j] * i] = true;
|
|||
|
|
if (i % primes[j] == 0) break;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
int m;
|
|||
|
|
scanf("%d", &m);
|
|||
|
|
get_primes(m); // 1 ~ m以内有cnt个素数
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n = cnt;
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= n; i++) f[i][0] = 1; //初始化,如果刚好只可以选一个数,即j == primes[i],那么只有一种方案。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
for (int j = 1; j <= m; j++) {
|
|||
|
|
/*
|
|||
|
|
// j足够大,那么对于一个素数可以选,或是不选。两种方案要求总和。
|
|||
|
|
if (j >= primes[i])
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j] + f[i][j - primes[i]];
|
|||
|
|
else
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j]; // j不够大,只有不选这一种方案。
|
|||
|
|
*/
|
|||
|
|
|
|||
|
|
//与上面的代码是等价的,一样可以AC
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j];
|
|||
|
|
if (j >= primes[i]) f[i][j] += f[i][j - primes[i]];
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%lld\n", f[n][m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
欧筛下标从0开始
|
|||
|
|
```c++
|
|||
|
|
#include <bits/stdc++.h>
|
|||
|
|
|
|||
|
|
using namespace std;
|
|||
|
|
typedef long long LL;
|
|||
|
|
const int N = 1e3 + 5;
|
|||
|
|
|
|||
|
|
LL f[N][N];
|
|||
|
|
|
|||
|
|
//欧拉筛
|
|||
|
|
int primes[N], st[N], cnt;
|
|||
|
|
void get_primes(int n) {
|
|||
|
|
for (int i = 2; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
if (!st[i]) primes[cnt++] = i;
|
|||
|
|
for (int j = 0; primes[j] * i <= n; j++) {
|
|||
|
|
st[primes[j] * i] = true;
|
|||
|
|
if (i % primes[j] == 0) break;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int main() {
|
|||
|
|
int m;
|
|||
|
|
scanf("%d", &m);
|
|||
|
|
get_primes(m); // 1 ~ m以内有cnt个素数
|
|||
|
|
|
|||
|
|
int n = cnt;
|
|||
|
|
for (int i = 0; i <= n; i++) f[i][0] = 1; //初始化,如果刚好只可以选一个数,即j == primes[i],那么只有一种方案。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|||
|
|
for (int j = 1; j <= m; j++) {
|
|||
|
|
/*
|
|||
|
|
// j足够大,那么对于一个素数可以选,或是不选。两种方案要求总和。
|
|||
|
|
if (j >= primes[i])
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j] + f[i][j - primes[i]];
|
|||
|
|
else
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j]; // j不够大,只有不选这一种方案。
|
|||
|
|
*/
|
|||
|
|
|
|||
|
|
//与上面的代码是等价的,一样可以AC
|
|||
|
|
f[i][j] = f[i - 1][j];
|
|||
|
|
if (j >= primes[i - 1]) f[i][j] += f[i][j - primes[i - 1]];
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
printf("%lld\n", f[n][m]);
|
|||
|
|
return 0;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
```
|