贪心算法背包问题(为什么贪心算法不能解0-1背包问题)

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为什么贪心算法不能解0-1背包问题
贪心算法解决背包问题有几种策略:
(i)一种贪婪准则为:从剩余的物品中,选出可以装入背包的价值最大的物品,利用这种规则,价值最大的物品首先被装入(假设有足够容量),然后是下一个价值最大的物品,如此继续下去。这种策略不能保证得到最优解。例如,考虑n=2, w=[100,10,10], p =[20,15,15], c = 105。当利用价值贪婪准则时,获得的解为x= [ 1 , 0 , 0 ],这种方案的总价值为2 0。而最优解为[ 0 , 1 , 1 ],其总价值为3 0。
(ii)另一种方案是重量贪婪准则是:从剩下的物品中选择可装入背包的重量最小的物品。虽然这种规则对于前面的例子能产生最优解,但在一般情况下则不一定能得到最优解。考虑n= 2 ,w=[10,20], p=[5,100], c= 2 5。当利用重量贪婪策略时,获得的解为x =[1,0], 比最优解[ 0 , 1 ]要差。
(iii)还有一种贪婪准则,就是我们教材上提到的,认为,每一项计算yi=vi/si,即该项值和大小的比,再按比值的降序来排序,从第一项开始装背包,然后是第二项,依次类推,尽可能的多放,直到装满背包。
有的参考资料也称为价值密度pi/wi贪婪算法。这种策略也不能保证得到最优解。利用此策略试解n=
动态规划背包问题与贪心算法哪个更优
首先这两个算法是用来分别解决不同类型的背包问题的,不存在哪个更优的问题。
当一件背包物品可以分割的时候,使用贪心算法,按物品的单位体积的价值排序,从大到小取即可。
当一件背包物品不可分割的时候,(因为不可分割,所以就算按物品的单位体积的价值大的先取也不一定是最优解)此时使用贪心是不对的,应使用动态规划。
贪心算法 部分背包问题
[背包问题]有一个背包,背包容量是M=150。有7个物品,物品可以分割成任意大小。
要求尽可能让装入背包中的物品总价值最大,但不能超过总容量。
物品 A B C D E F G
重量 35 30 60 50 40 10 25
价值 10 40 30 50 35 40 30
分析:
目标函数: ∑pi最大
约束条件是装入的物品总重量不超过背包容量:∑wi《=M( M=150)
(1)根据贪心的策略,每次挑选价值最大的物品装入背包,得到的结果是否最优?
(2)每次挑选所占重量最小的物品装入是否能得到最优解?
(3)每次选取单位重量价值最大的物品,成为解本题的策略。 ?
值得注意的是,贪心算法并不是完全不可以使用,贪心策略一旦经过证明成立后,它就是一种高效的算法。
贪心算法还是很常见的算法之一,这是由于它简单易行,构造贪心策略不是很困难。
可惜的是,它需要证明后才能真正运用到题目的算法中。
一般来说,贪心算法的证明围绕着:整个问题的最优解一定由在贪心策略中存在的子问题的最优解得来的。
对于例题中的3种贪心策略,都是无法成立(无法被证明)的,解释如下:
(1)贪心策略:选取价值最大者。反例:
W=30
物品:A B C
重量:28 12 12
价值:30 20 20
根据策略,首先选取物品A,接下来就无法再选取了,可是,选取B、C则更好。
(2)贪心策略:选取重量最小。它的反例与第一种策略的反例差不多。
(3)贪心策略:选取单位重量价值最大的物品。反例:
W=30
物品:A B C
重量:28 20 10
价值:28 20 10
根据策略,三种物品单位重量价值一样,程序无法依据现有策略作出判断,如果选择A,则答案错误。
用贪心算法解决背包问题
用贪心算法解决背包问题,首先要明白,结果不一定是全局最优的。对于贪心法而言,首先步骤是找到最优度量标准,我这里的算法采用的最优度量标准是: 收益p/重量w 的值最大者优先放入背包中,所以有算法如下:void GreedyKnapsack(float * x){ //前置条件:w[i]已按p[i]/w[i]的非增次序排列 float u=m; //u为背包剩余载重量,初始时为m for(int i=0;i《n;i++) x[i]=0; //对解向量x初始化 for(i=0;i《n;i++){ //按最优度量标准选择的分量 if(w[i]》u) break; x[i]=1.0; u=u-w[i]; } if(i《n) x[i]=u/w[i];}

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