贪心算法-部分背包

部分背包问题(factional knapsack)

给定一组物品，每种物品都有自己的重量和价值，物品可分割，也就是可以放某物品的一部分，类似米、面、油等商品。在限定的总重量内，我们如何选择，才能使得物品的总价格最高。
假设商店中有 4种商品，它们各自的重量和价值是：
商品 1：重量 1 斤，价值5 元；
商品 2：重量 2 斤，价值 12 元；
商品 3：重量 3 斤，价值 12 元；
商品 4：重量4斤，价值16元。
对于每件商品，顾客可以购买商品的一部分（可再分）。一个小偷想到商店行窃，他的背包最多只能装 5斤的商品，如何选择才能获得最大的收益呢？

用贪心算法解决此问题的思路是：计算每个商品的收益率（收益/重量），优先选择收益率最大的商品。

方法一：

/**************************************************************** 
 * Description: C++ program to solve fractional Knapsack Problem
 * Author: Alex Li
 * Date: 2022-05-08 17:26:59
 * LastEditTime: 2023-06-15 17:09:17
****************************************************************/

#include <iostream>
using namespace std;
  
// Structure for an item which stores weight & corresponding value of Item
struct Item {
    int value, weight;
     };
  
// Comparison function to sort Item
// according to val/weight ratio
bool cmp(struct Item a, struct Item b){
    double r1 = (double)a.value / a.weight;
    double r2 = (double)b.value / b.weight;
    return r1 > r2;
}
  
// Main greedy function to solve problem
double fractionalKnapsack(struct Item arr[],int N, int size){
    // Sort Item on basis of ratio
    sort(arr, arr + size, cmp);
      // Current weight in knapsack
    int curWeight = 0;
      // Result (value in Knapsack)
    double finalvalue = 0.0;
  
    // Looping through all Items
    for (int i = 0; i < size; i++) {  
        // If adding Item won't overflow, add it completely
        if (curWeight + arr[i].weight <= N) {
            curWeight += arr[i].weight;
            finalvalue += arr[i].value;
        }  
        // If we can't add current Item,add fractional part of it
        else {
            int remain = N - curWeight;
            finalvalue += arr[i].value* ((double)remain/ arr[i].weight);
              break;
        }
    }
  
    // Returning final value
    return finalvalue;
}
  
// Driver Code
int main(){
    // Weight of knapsack
    int N = 60;
  
    // Given weights and values as a pairs
    Item arr[] = { { 100, 10 },
                   { 280, 40 },
                   { 120, 20 },
                   { 120, 24 } };
  
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  
    // Function Call
    cout << "Maximum profit earned = "<< fractionalKnapsack(arr, N, size);
    return 0;
}

方法二：
在结构体当中加了ratio元素

/**************************************************************** 
 * Description: C++ program to solve fractional Knapsack Problem 实现部分背包问题
 * Author: Alex Li
 * Date: 2022-04-23 19:34:18
 * LastEditTime: 2023-06-15 17:04:45
****************************************************************/

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

struct article{
    float weight;
    int value;
    float ratio;
};

bool compare( article a, article b){	
	if(a.ratio > b.ratio)
		return true;
	else 
		return false;
}

int main(){
    int knapsack_weight,article_number;
    float result=0;
    cout<<"please input knapsack weight and article number: ";
    cin>>knapsack_weight>>article_number;
    struct article *p;
    p=new article[article_number]; 
    cout<<"please input "<<article_number<<" weight and "<<article_number<<" value of items: ";
    for (int i = 0; i < article_number; i++){
        cin>>p[i].weight>>p[i].value;
        p[i].ratio=p[i].value/p[i].weight;
    }

    sort(p,p+article_number,compare);

    for (int i = 0; i < article_number; i++){
        if(p[i].weight<=knapsack_weight){
           knapsack_weight=knapsack_weight-p[i].weight;
           result=result+p[i].value;
        }
        else{
            result=result+knapsack_weight*p[i].ratio;
            break;
        }
    }
    cout<<result;
}

洛谷：P2240

P2240

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