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0/1背包问题 - 分枝定界 优先队列

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    发表于 2018-10-31 09:14 |只看该作者 |倒序浏览
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    0/1背包问题 - 分枝定界 优先队列4 v; ]) I$ T5 z

    4 [& h8 r4 u- p, R- G4 `: U- Nflyfish
    / p2 d  X  e$ [& w: d8 \4 s
    0 M. ]8 d* W8 g分枝定界branch and bound 分支定界法 分枝界限法 . M2 o/ ~8 [. a& @8 M+ F
    不同的资料不同的叫法 都是 branch and bound : e: ~  _" `- U$ \" X3 p3 I/ d
    在使用branch and bound 方法解背包问题时 需要使用优先队列
    + G% ]9 N7 Q% F) J0 \5 ~9 E) h  d! v! h* p
    优先队列使用标准库提供的std::priority_queue
    - c3 a: j9 |" X8 }& ]" h  C% i  S' `0 y- i3 D
    一 简单使用
    , O+ j4 J  H1 D' f8 Q#include "stdafx.h"
    9 k% j0 x( r+ O# t% P* `8 _#include <iostream>
    - R% D2 |$ `8 ]3 W& x; v#include <algorithm>
    6 O( ~! ~; \/ c) X: ]- Y6 i#include <vector>% _; w8 A! S1 S! J7 P: l
    #include <queue>          // std::priority_queue
    9 v9 x8 b# B' A5 M#include <functional>
    ) ^6 k; G, c8 a0 D* u7 E2 d- G* {int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])4 r* V- k  f! W9 i
    {
    " l% s$ _) x  b( X/ W- V    std::priority_queue<int> q;- N" Z: B# D" v+ h$ P% I, o
    # v# [/ o( L) K8 P4 A  y' h
        q.push(90);- _0 B5 G& t* ]" }5 [' x
        q.push(100);; _, o5 c: s* E) h7 Z
        q.push(70);. a8 R/ A' S  N5 g% T5 p
        q.push(80);, o' S, k8 C2 x# d
    " e/ [! s# n" t9 q1 o
        while (!q.empty())- R" p' Y3 t5 }- a0 C1 Y9 c4 h
        {. y" @3 C* f; q3 |/ I! g0 Y8 {" c
            std::cout << ' ' << q.top();
    ( ~0 X4 @! a% W) T4 U3 c        q.pop();
    . n' U  `5 i) y, i- N) q    }
    5 j- m6 Q5 @" N; S. d" b    std::cout << '\n';& L* A: V; X8 v& A9 J4 s
    }/ Q# W- R9 C1 R% u
    输出是 100 90 80 70 自动按照由大到小输出# e- ?5 p" i3 E' s  \9 r
    5 L$ }7 i/ F+ d& \9 D
    二 由小到大输出则是下面代码% S- Y* o- {* J: A
    #include "stdafx.h"
    * f. J1 K- r* t- t#include <iostream>
    " N2 @5 R% I' e& X+ d/ O6 ]#include <algorithm>
    : u3 k4 l9 a; _/ e- H$ y' j#include <vector>; I' C' o, U' k- }- ~7 I
    #include <queue>          // std::priority_queue
    : |0 A  g+ B: ?0 m4 X  s" x5 x+ O#include <functional>
    1 d2 _5 p9 r7 j$ \1 C( {( J4 R$ }1 d
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])' K7 q* z! O& |, B6 {& k( a1 _
    {
    + b* Q) z' ^3 k$ J  Y' dstd::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int> > q;
    9 g/ J/ x  g  a/ m7 r8 f
    : |. x  `9 d3 k( x8 |3 }0 h    q.push(90);
    1 K  t* k. }6 W2 n8 p& T' q    q.push(100);
    ) |. \) W& Q; t; G" ~  D" h    q.push(70);5 h. ~  r$ u8 d* j2 v
        q.push(80);
    ' |7 ]. }- {2 w( D' N    while (!q.empty())0 H$ {3 n. b4 X5 W0 }) \7 J; X+ j9 H# X
        {
    / O8 U- d% ]" ^0 ~        std::cout << q.top() << std::endl;
    & A7 ^9 x/ p  e0 Y! `        q.pop();
    , D6 F0 G1 [9 V1 {9 s6 o    }- {3 z1 P/ V' X, ]/ r& x7 D
        return 0;
    5 x$ r) h+ _0 S, {}; z+ k5 H% m! y

    std::greater改成std::less由大到小输出

    三 自定义类型的比较

    class Node
    " h( ?8 V0 q5 y- v0 S+ q{
    4 s1 a; w& W1 Q7 P; J6 ppublic:
    % G$ U# x8 U# H  }; F; ~) [7 O, r/ e& ?( h, b
        int weight;
    8 V& |& O) N" Y( M/ @0 @$ Q    int value;' X. Q) b; W5 i# N3 l7 A
        double bound;+ q1 }- X' Z1 K1 Y4 @

    ) X0 S  C' q2 U- s6 Rpublic:
    8 c  v  x5 p5 ?, }. D$ S. Z# t    Node(int w, int v, double b) : weight(w), value(v),bound(b){}
    " E( c2 ^  |7 @$ o& J& _    bool operator ()(const Node & n1, const Node & n2)
    ' @( b2 ~" v! ]! l% F' t2 l    {6 K5 {1 f9 W9 M' P% r- h7 F
            if (n1.bound < n2.bound) return true;# l$ c1 A3 W3 z) M: ?% a/ R

    1 r: @! W+ r) Z4 V/ A        if (n1.bound > n2.bound) 6 f$ N/ I5 s( Q+ b1 J8 q- H
                return false;+ T0 B, q. M4 ^$ L5 ?; @' J
            else
      n/ t+ R& b3 W3 A' T        return false;//strict weak ordering  条款21: 永远让比较函数对相等的值返回false  
    ( I. I2 Q. ?# J4 a! g    }7 `% x8 N9 H7 `$ @$ m8 \% ^
    ( Q0 d8 ?# M" F, o
        Node()2 e8 [$ F7 k$ Y3 t4 V4 V; C
        {
    & F5 O; c- p! ?. p, ~# V! `5 Q. ?! _* M
            weight = 0;3 O8 c3 V7 P% P; |
            value = 0;; v; V. x" P( h" Z; D% y  R
            bound = 0.0;
    # t: q: ~! _( N# L' P    }. Y1 B: Z  a" v4 S! v) W

    : T1 S. p; ~9 \% J% v) A* [- w};) t4 L+ h7 l& ~
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    $ b" c$ l% Q' I# G{0 [; J: Y) x5 X+ q6 Q
    std::priority_queue <Node, std::vector <Node>, Node > q;
    3 }1 E) M; O2 b' Z/ B) F( _, s! h+ [; k6 N* j$ D1 m- {% J% i: A( P
            Node   root(1, 7, 5.0);
    3 g6 N9 g/ z- E2 B1 z" u        Node branch(3, 6, 7.0);
    * S* Z: H. \% Q: n* e" v        Node   leaf(5, 8, 6.0);' u3 f0 T: f# P" @+ h% \6 w+ Y
    $ n5 b+ o  m4 ^  p

    1 R( C; P0 E1 ]. @  u+ \7 g        q.push(root);/ u8 E& {% X0 b" [. \
            q.push(branch);
    3 X$ T" T* J7 F        q.push(leaf);+ v' u0 R( Z% T: p! q4 [

    3 r! X; Q. l, r' G        while (!q.empty())9 {/ g- h1 J/ `0 w) \2 j1 M( J! W, w
            {
    . r5 b  i' C, m, Y: S            std::cout << ' ' << q.top().value;
    + ~9 a3 E9 C! A+ y0 P$ a, T2 y# N            q.pop();; [1 q2 H" Y, p. k. G
            }
    . u( J$ S+ C# |- {9 \        std::cout << '\n';7 w  E. m/ F/ h& a/ Q3 l$ |
    % D+ r+ a) k1 \& N
        return 0;
    & g2 {) b# C8 h; Q; k}. W& U" m1 l- R
    按照bound排序输出6,8 7
    9 P' ^& s) P5 f+ d& S& l
    ' @1 W' G# J& U  Z+ }
    , Q) D( n1 T5 t  B
    ( @9 {3 c- v5 x- P0 e+ {. f7 D: K/ I& f+ G7 k! ?
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