HJ16 购物单

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题目介绍

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王强决定把年终奖用于购物,他把想买的物品分为两类:主件与附件,附件是从属于某个主件的,下表就是一些主件与附件的例子:

image.png

如果要买归类为附件的物品,必须先买该附件所属的主件,且每件物品只能购买一次。每个主件可以有 0 个、 1 个或 2 个附件。附件不再有从属于自己的附件。

王强查到了每件物品的价格(都是 10 元的整数倍),而他只有 N 元的预算。除此之外,他给每件物品规定了一个重要度,用整数 1  ~ 5 表示。他希望在花费不超过 N 元的前提下,使自己的满意度达到最大。

满意度是指所购买的每件物品的价格与重要度的乘积的总和,假设设第ii件物品的价格为v[i],重要度为w[i],共选中了k件物品,编号依次为j1,j2,...,jk,则满意度为:v[j1]*w[j1]+v[j2]*w[j2]+ … +v[jk]*w[jk]。(其中 * 为乘号)

请你帮助王强计算可获得的最大的满意度。

输入描述:

输入的第 1 行,为两个正整数N,m,用一个空格隔开:(其中 N ( N<32000 )表示总钱数, m (m <60 )为可购买的物品的个数。)

从第 2 行到第 m+1 行,第 j 行给出了编号为 j-1 的物品的基本数据,每行有 3 个非负整数 v p q(其中 v 表示该物品的价格( v<10000 ), p 表示该物品的重要度( 1 ~ 5 ), q 表示该物品是主件还是附件。如果 q=0 ,表示该物品为主件,如果 q>0 ,表示该物品为附件, q 是所属主件的编号)

输出描述:

输出一个正整数,为张强可以获得的最大的满意度。

image.png

分析

本题很明显是一道01背包问题,对于这种问题,我们一般采用动态规划的方法来进行解决。我们定义动规数组f[i]来表示前i件物品,容量为j时的最大价值,则

image.png

在本题中进行了一项变动,即物品分为主件和附件,考虑到一个主件最多可以购买两个附件,那我们可以细化分析,将是否购买该物品,细化为是否购买该物品,以及是否购买该物品的附件,即5种情况,不购买该物品,购买该物品,购买该物品及附件1,购买该物品及附件2,购买该物品及附件1及附件2,f[i][j]取这五种情况的最大值,这五种情况分别对应于

image.png

其中a1​和a2​是该物品的附件。

代码如下:

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int N = sc.nextInt();//总钱数
        int m = sc.nextInt();//物品个数

        Goods[] goods = new Goods[m];
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            goods[i] = new Goods();
        }
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            int v = sc.nextInt();//价格
            int p = sc.nextInt();//满意度
            int q = sc.nextInt();//主件,附件标识
            goods[i].v = v;
            goods[i].p = p * v;  // 直接用p*v,方便后面计算
            if (q == 0) {
                goods[i].main = true;//主件
            } else if (goods[q - 1].a1 == -1) {
                goods[q - 1].a1 = i;//赋值主件对应的附件索引
            } else {
                goods[q - 1].a2 = i;//赋值主件对应的附件索引
            }
        }

        int[][] dp = new int[m + 1][N + 1];
        for (int i = 1; i <= m; i++) {
            for (int j = 0; j <= N; j++) {
                //情况一:什么都不选
                dp[i][j] = dp[i - 1][j];
                if (!goods[i - 1].main) { //附件,直接跳过
                    continue;
                }
                //情况二:只选择主件
                if (j >= goods[i - 1].v) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - goods[i - 1].v] + goods[i - 1].p);
                }
                //情况三:只选择主件和第一个附件
                if (goods[i - 1].a1 != -1 && j >= goods[i - 1].v + goods[goods[i - 1].a1].v) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - goods[i - 1].v - goods[goods[i - 1].a1].v] + goods[i - 1].p + goods[goods[i - 1].a1].p);
                }
                //情况四:只选择主件和第二个附件
                if (goods[i - 1].a2 != -1 && j >= goods[i - 1].v + goods[goods[i - 1].a2].v) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - goods[i - 1].v - goods[goods[i - 1].a2].v] + goods[i - 1].p + goods[goods[i - 1].a2].p);
                }
                //情况五:选择主件和两个附件
                if (goods[i - 1].a1 != -1 && goods[i - 1].a2 != -1 && j >= goods[i - 1].v + goods[goods[i - 1].a1].v + goods[goods[i - 1].a2].v) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j - goods[i - 1].v - goods[goods[i - 1].a1].v - goods[goods[i - 1].a2].v] + goods[i - 1].p + goods[goods[i - 1].a1].p + goods[goods[i - 1].a2].p);
                }
            }
        }
        System.out.println(dp[m][N]);
    }
}

class Goods {
    int v;//价格
    int p;//实际上是价格*满意度
    boolean main = false;//是否是主件

    int a1 = -1;  //定义附件1的编号
    int a2 = -1;  //定义附件2的编号
}