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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& M- q- O- Y" J# x# a6 H4 ?, z
    . z# e7 U4 `& \# n! w- \# _
    flyfish% S4 s2 w# v* q  q5 a3 k6 P. @
    + s# ^  _* H" p* m, g) l  X
    分枝定界branch and bound 分支定界法 分枝界限法 7 y! |6 h# Q1 S8 m( c  \
    不同的资料不同的叫法 都是 branch and bound ! {* h, K6 J9 ~. W6 M2 {/ F' {
    在使用branch and bound 方法解背包问题时 需要使用优先队列
      @1 ]2 e$ E2 o' n4 |& {
    " w; V& n& ]; S/ V( `3 ]优先队列使用标准库提供的std::priority_queue
    & x% ?6 x: K3 B3 n! [7 y/ ^9 `8 r8 [; p, e5 D  c
    一 简单使用
    , B+ z+ j$ J3 Z6 Z#include "stdafx.h"
    6 L9 V5 r' p( M$ M9 c#include <iostream>
    6 R) J5 \1 S4 h% B4 W#include <algorithm>
    ) K& Y# |) i, j& a#include <vector>
    3 [. d1 ~" G& b#include <queue>          // std::priority_queue
    % ?. @( M/ k. @1 E#include <functional>
    . W" |+ t+ J3 B9 k/ O8 nint _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]): [( _. A2 o, K  R6 f9 `. H2 x
    {
    9 j' A1 |% U3 s' Q4 Z    std::priority_queue<int> q;
    - w3 v5 o: v1 z% }/ g2 _6 T/ v/ W* r/ T
        q.push(90);
    ! ~( E& f3 s1 s/ ?0 {' |+ g. ^    q.push(100);
    , C  W3 G; F" a6 n5 H) `# J    q.push(70);# y3 @( T3 W% @, i* g& E$ |$ ~
        q.push(80);
    ! A, h  }% G" b8 ^, W& Q/ F2 R+ R
        while (!q.empty())
    6 h8 K- D' M( }. }$ E6 _    {
    . b: P, U9 F$ F2 d0 K        std::cout << ' ' << q.top();
    , C& I, N: X/ d! b4 C        q.pop();
    $ W, i. J& N8 a: O5 K/ \/ Z9 K    }
    ' |" s. R0 p8 e; @, D    std::cout << '\n';% `8 \( ~/ z* m0 ?) U" s- K2 i
    }" t# R" i  ^. `/ v
    输出是 100 90 80 70 自动按照由大到小输出; @% h6 R6 _( q" N4 A8 V4 [3 ^

    8 \2 q- C6 I. f' q二 由小到大输出则是下面代码
    1 U: E0 A6 N( V! E#include "stdafx.h"
    # I" q- q$ Y( H5 J8 \9 C3 g) J" F#include <iostream>) U7 [0 U( B+ l9 V
    #include <algorithm>( ?2 g- \3 c5 m; M/ {/ z2 V6 c, S6 t
    #include <vector>
    1 U4 L1 I* S3 G#include <queue>          // std::priority_queue
    & F# E- b" e" `! I#include <functional>" ~- f) n5 O. U

    0 {) w( y1 K0 kint _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])4 w" V/ j' g2 A0 r( K
    {# W% s  l5 A3 `( r) i) e
    std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int> > q;
    " B: D+ H- t' g* F6 Y9 ]/ K- }5 v" t, P( p: w
        q.push(90);5 D3 k! R' _) s2 e* R
        q.push(100);
    + ~6 M& u2 b- j2 N5 {! I4 _    q.push(70);
    4 ^' o4 A4 e9 v! n0 D, ?    q.push(80);( M" A4 U0 B- i% c. x0 V+ x% z
        while (!q.empty()); W2 }) X4 J' M
        {
    9 a0 d4 s9 A- M7 k        std::cout << q.top() << std::endl;$ Y) n% V' M% H' z9 f+ w
            q.pop();
    * p" z/ m" z2 b9 e% r    }
      e0 i1 z! K9 ~3 [% S' e    return 0;
    1 {9 o8 l3 S8 I2 o; g7 V1 s- u. P. U}# O" y0 V4 w8 {; J' Y' Y1 p/ e

    std::greater改成std::less由大到小输出

    三 自定义类型的比较

    class Node/ k$ r4 Y  U. n3 u
    {$ o& L3 v. O2 h+ e( H
    public:
    7 _% u2 [" d/ Z4 F  u( g9 ]' \/ ]% T7 K1 h, _  \
        int weight;) e( W- y' F2 r& c
        int value;
    4 a3 e7 N* v. B4 Z/ c$ ^    double bound;. c7 F$ f* m! z/ C

    - M' t6 }, e+ Dpublic:, q/ T# ?- O+ J" U
        Node(int w, int v, double b) : weight(w), value(v),bound(b){}
    8 J. w3 a; P5 H    bool operator ()(const Node & n1, const Node & n2)( i) i1 H+ N* {8 r! Q9 h
        {
    / d% j2 O& N# b8 C! n        if (n1.bound < n2.bound) return true;
    1 u: j) y) ^' c5 r$ K' S( O' D" k+ X, s' s8 G
            if (n1.bound > n2.bound)
    " ?3 {$ V7 |* a9 \: M7 P& V' T  e            return false;0 `& V& x. }: ]' s$ J: Y5 ~
            else
    1 N0 {: O/ M( H# w: o        return false;//strict weak ordering  条款21: 永远让比较函数对相等的值返回false  
      q2 u, K* w: g  [    }3 R( ~! N# s) }3 ~3 E1 S

    ; H/ ?1 y3 d3 [! k0 O' \    Node(), l0 T7 Z5 {" u8 z
        {) h" V$ r' v  x( G
    2 X5 Q- b7 v- _0 R6 |$ {- X
            weight = 0;0 E8 L, g9 n- A
            value = 0;
    & T  e6 e$ [# \+ a" u        bound = 0.0;
    5 V1 c2 b5 e1 R2 g    }, g8 F7 O1 i* Z

    7 J$ X* [' `; P% w/ r, p" \# \};$ m. F8 A6 `# g/ ?% S8 V+ J, g. n  b
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    9 U0 ?, J$ @  n{
    * G4 `7 O# Q3 M$ g7 Q: qstd::priority_queue <Node, std::vector <Node>, Node > q;
    & v9 a! F% C( ?4 e2 N+ C- b1 {! ]! S; r; W
            Node   root(1, 7, 5.0);6 e+ ~- l( O0 |9 s" h" X* q9 K
            Node branch(3, 6, 7.0);7 u) X* U5 n5 A, {
            Node   leaf(5, 8, 6.0);
    - ?- m" J( d% f. `9 Q' D3 X9 L: \" r- H8 e8 z) }+ {- G
    : }9 ~) N7 n7 D5 b4 F0 d
            q.push(root);: J( j' X; i+ [1 [* x7 U( h* J
            q.push(branch);
    6 k- T6 U5 K9 `, W/ v$ {  l        q.push(leaf);
      k9 M  ^; f1 r; B
    ' ]( n% O4 U4 S( F% ?/ Y5 X. z        while (!q.empty())
    + d3 V, R5 k8 i- Z4 q        {, j/ T7 @: I/ l5 {  e/ c* Z8 j
                std::cout << ' ' << q.top().value;. O' \0 Z) A) }1 s  A
                q.pop();
    # d4 }; {. y2 `. K9 M1 `2 M        }
    ; w2 E+ f: }0 H        std::cout << '\n';/ C  Y9 B- Q, R2 U
    ; p/ p+ L: b$ Z
        return 0;
    2 `! t( N& S4 E2 b, y( {- g}. g! X/ W) H4 E- ^/ e
    按照bound排序输出6,8 7) k$ R) D1 o+ \# W. `. c
    " c" i6 B  z9 @& z% \- h$ ~" K

    % D: `0 A& T$ K& S. s- I: e: ?- o$ M# f

      a$ C* r& g$ H- |: I. [* J
    zan
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