混合背包问题(14-14)

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今天进行混合背包模型的学习。

混合背包

题目描述

有 NN 种物品和一个容量是 VV 的背包。

物品一共有三类:

  • 第一类物品只能用1次(01背包);
  • 第二类物品可以用无限次(完全背包);
  • 第三类物品最多只能用 sis_i 次(多重背包);

每种体积是 viv_i,价值是 wiw_i

求解将哪些物品装入背包,可使物品体积总和不超过背包容量,且价值总和最大。
输出最大价值。

输入格式

第一行两个整数,NVN,V,用空格隔开,分别表示物品种数和背包容积。

接下来有 NN 行,每行三个整数 vi,wi,siv_i,w_i,s_i,用空格隔开,分别表示第 ii 种物品的体积、价值和数量。

  • si=1s_i=−1 表示第 ii 种物品只能用1次;
  • si=0s_i=0 表示第 ii 种物品可以用无限次;
  • si>0s_i>0 表示第 ii 种物品可以使用 sis_i 次;

输出格式

输出一个整数,表示最大价值。

数据范围

0<N,V100000<N,V≤10000 0<vi,wi100000<v_i,w_i≤10000
1si1000−1≤s_i≤1000

输入样例

4 5
1 2 -1
2 4 1
3 4 0
4 5 2

输出样例

8

题目分析

混合背包即对01背包、完全背包、多重背包的整合。

拿到题目,首先要分析所给的数据范围,由以往对背包的学习,我们可以知道混合背包的复杂度主要取决于多重背包的解法。

观察本题,可知 O(nvlogs)O(nvlogs) 的二进制优化的多重背包可控制瓶颈通过本题。

在每件物品的数据读入中,根据 ss 的不同,我们对本件物品采用不同的做法,实现的细节如前几讲一致。

本次解法对二进制优化的代码进行了再次优化。

Accept代码 O(nvlogs)

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int N = 1010;
int f[N];

int main()
{
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < n; i ++)
    {
        int v, w, s;
        cin >> v >> w >> s;
        
        if (!s)
        {
            for (int j = v; j <= m; j ++) f[j] = max(f[j], f[j - v] + w);
        }
        else
        {
            if (s == -1) s = 1;
            for (int k = 1; k <= s; k *= 2)
            {
                for (int j = m; j >= k * v; j --) f[j] = max(f[j], f[j - k * v] + k * w);
                s -= k;
            }
            if (s)
            {
                for (int j = m; j >= s * v; j --) f[j] = max(f[j], f[j - s * v] + s * w);
            }
        }
    }
    cout << f[m];
    return 0;
}