有N件物品和一个最大分量为W的背包,每件物品分量weight[i],价值是value[i]。每件物品只能取一次,背包能保留的最大价值是多少?

动静布局五部曲:

a) 确定dp数组以及下标的含意

b) 确定递推公式

c) dp数组的初始化

d) 确定遍历程序

e) 举例推导dp数组

解题思路:

1) 确定dp数组以及下标的含意

dp[i][j]的定义为:从0~i的物品中任意取,背包容量为j的状况下价值总和最大是dp[i][j]

2) 递推公式

dp[i][j]从逻辑剖析上来看,有两个起源:即不放入物品i,那么dp[i][j] = dp[i-1][j](表明在j容量下,物品i所占分量对应的价值小于0~i-1物品中选取的其余价值)。放入物品i,dp[i][j] = value[i] + dp[i-1][j-weight[i]]

最终得出dp[i][j]取上述两种起源的最大值。

公式:dp[i][j] = Max(dp[i-1][j], value[i] + dp[i-1][j-weight[i]])

3) dp数组初始化

依据dp数组的定义,背包容量为0时,最大价值永远为0。dp[i][0] = 0

依据递推公式可知,i取决于i-1,所以要对i=0时的状态做初始化。也就是只寄存物品0时,各个背包容量下的最大价值dp[0][j]

编码:

第一层循环物品,第二层循环背包容量

public static int packageOneOrZero(int[] weights, int[] values, int packageWeight) {    // 定义dp[i][j]示意 从0~i的物品中任意放入容量为j的背包,最大价值总和为dp[i][j]    int[][] dp = new int[values.length][packageWeight + 1];    // dp[0][j]初始化    for (int j = packageWeight; j >= weights[0]; j--) {    dp[0][j] = dp[0][j - weights[0]] + values[0];    }    for (int i = 1; i < values.length; i++) {    for (int j = 0; j <= packageWeight; j++) {    if (j < weights[i]) {    dp[i][j] = dp[i - 1][j];    } else {    dp[i][j] = Math.max(dp[i - 1][j - weights[i]] + values[i], dp[i - 1][j]);    }    }    }    return dp[values.length - 1][packageWeight];    }    public static void main(String[] args) {    int[] weights = new int[] {1, 3, 4};    int[] values = new int[] {15, 20, 30};    System.out.println(packageOneOrZero(weights, values, 4));}

简化思路:将i-1和i进行合并,即应用一维数组进行运算

从新定义dp数组: dp[j]示意容量为j的背包,能够背的最大价值和为dp[j]

递推公式: dp[j] = Max(dp[j], dp[j – weight[i]] + value[i]),实现了dp[j]的复用

递推方向:为保障不反复取用物品,所以对于背包容量j的循环是倒序的

编码:

class Solution {    public static int packageOneOrZero(int[] weights, int[] values, int packageWeight) {        int[] dp = new int[packageWeight + 1];        for (int i = 0; i < weights.length; i++) {            for (int j = packageWeight; j >= weights[i]; j--) {                dp[j] = Math.max(dp[j - weights[i]] + values[i], dp[j]);            }        }        return dp[packageWeight];    }    public static void main(String[] args) {        int[] weights = new int[] {1, 3, 4};        int[] values = new int[] {15, 20, 30};        System.out.println(packageOneOrZero(weights, values, 4));    }}