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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
    ! r0 l; T$ |5 {* e2 T3 C: ^0 G: I' m
    flyfish, a$ T+ O. l7 ~3 i% u& D
      }! s2 A3 ~% v  X2 k' g0 ^4 Z
    分枝定界branch and bound 分支定界法 分枝界限法 ; B8 d5 c" e( K( X4 W* o
    不同的资料不同的叫法 都是 branch and bound
    5 X" L1 L% p4 U2 D7 q1 U! t& h9 G在使用branch and bound 方法解背包问题时 需要使用优先队列
    - x& h: k; q' L. h: ?$ o7 [* c
    3 [" {* e, b3 `( M! {优先队列使用标准库提供的std::priority_queue5 v7 T. A* Y7 s* b- G5 x9 y
    " d1 w' X( e8 i  v2 t( Z
    一 简单使用  {% M/ e7 h# W. H# l1 Y
    #include "stdafx.h"# z1 k! W0 ]% ?6 K
    #include <iostream>* |- d+ H1 O* {$ a$ K
    #include <algorithm>
    / ^9 i, m6 u, q/ Y* f4 @#include <vector>
    ) H6 V" p5 b5 Q0 Q#include <queue>          // std::priority_queue
    - ^! A, H. ^. m' D+ k- q# K/ c#include <functional>! v8 N9 `- n5 Q  q0 J
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])* i9 j( d, x0 {8 J  W& ~, ^2 m& R
    {
    ) d: u4 j; u; u3 z4 S6 q% I    std::priority_queue<int> q;8 V* s( }! K9 a

    1 m: K) U; G' q    q.push(90);
    % \- s! |* [( w3 Q    q.push(100);( ?# X. e: N; @
        q.push(70);' e+ ?6 C) N$ U" |
        q.push(80);
    3 @1 `* B6 I2 O- D' E
    ! B! S$ m5 R- A    while (!q.empty())
    + A0 q) ^, s. K! V( V' I    {
    & M8 _0 m* n6 C& p3 o4 Q* z$ }        std::cout << ' ' << q.top();- ~# D! b) [4 Q1 Q/ [/ E" M& _
            q.pop();. d. {9 e3 \  V3 d$ ?
        }: ]4 S9 C, f$ p  d, z) @
        std::cout << '\n';: b, I. x! |0 U2 Y3 x
    }9 |, W8 N, X# k1 g* X. ~' G+ X0 G
    输出是 100 90 80 70 自动按照由大到小输出
    0 X  D  x9 H7 Z' x+ h8 z) g* c5 _/ X/ C0 R. `, \
    二 由小到大输出则是下面代码; x6 V7 {* H( w( m. [
    #include "stdafx.h"  t- q# f( Z- ~# ^+ s2 K# d9 b5 F
    #include <iostream>
    ' S: ~/ A2 v1 I3 t0 P& k#include <algorithm>
    - ^+ m" l3 j1 C: m* o#include <vector>
    ' U6 f1 N: a' o  W" K4 h8 F#include <queue>          // std::priority_queue
    " s" q2 V% y! ~' Q1 z4 k#include <functional>
    1 B( s7 r) n/ p" Y
    : g! P0 C4 J$ q/ bint _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])0 l% V: Z7 p& b/ q/ e' ~% _" w
    {7 u9 |: E3 J) C% u! {* i( F! Q
    std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int> > q;' G- W4 R0 `" H: i% L
      J5 k; o& x0 J' f% q
        q.push(90);& v7 p' y" W8 m$ _
        q.push(100);& p" l& S, C8 H6 ^" D
        q.push(70);  T, j9 X4 E2 i
        q.push(80);
    5 c8 @) }' M! m( R( Y; i' N. B    while (!q.empty())- e5 o$ I% S# w. T% W' `8 O
        {
    $ f' E6 G2 U( b3 L        std::cout << q.top() << std::endl;/ {( F# U# e# a# e, I  q/ ^
            q.pop();. r; n, m8 {* {0 B+ L( }$ I) W) E
        }
    5 _/ \8 r6 e5 J: b- p    return 0;
    $ C: N) c) r5 L# O# _0 g2 O3 h* [}
    ( X# m8 c8 k! N6 S

    std::greater改成std::less由大到小输出

    三 自定义类型的比较

    class Node
    $ j1 N8 P6 i2 J' H! O1 S{
    * D2 v  T* z1 P; z# U  z% rpublic:5 e  \$ C" [. N4 d# M7 A' A) P! g$ @
    # k( {; @9 \) o; k2 C
        int weight;2 `6 y) w. @$ ~  ?5 B5 ?
        int value;
    1 G& e/ [% n# I, d8 l4 N    double bound;
    / r/ h8 k" l+ t2 P
    ( m* x$ K  j4 I, U! _' S& @public:
    " F; ~+ w) b+ ^3 U# K: X    Node(int w, int v, double b) : weight(w), value(v),bound(b){}+ T' \% X* f: ]
        bool operator ()(const Node & n1, const Node & n2)
    ' k- q, [6 D; g" J    {
    ( {; k3 x: c; i' B: _4 u+ B1 _        if (n1.bound < n2.bound) return true;
    6 x8 `4 x( n$ }* a" c5 A/ I% H; n2 X: r! Z2 f& z  _. B
            if (n1.bound > n2.bound) ) {, w3 `0 n5 m: I: D4 Y
                return false;# j; ?7 ?6 ]  p
            else
    6 i9 j; R( [( L6 m  V5 v$ z        return false;//strict weak ordering  条款21: 永远让比较函数对相等的值返回false  4 F* M( N) c8 U4 D. E1 t' i
        }7 _" i" X' j0 F* [

    0 C/ c3 w, k! U  a$ Q# M    Node()" l- ]2 x+ G' S/ z" n( `
        {6 e8 l# X; i1 p6 M) D' ?

    # r( k* j7 g6 `% W5 }0 N1 y7 A        weight = 0;
    . u7 \2 m7 D/ W: Z5 `4 g        value = 0;
    & T1 ]. Y: x' U        bound = 0.0;
    " _& J# Q0 V5 F# e" K    }
    9 w3 r1 o5 ?( q1 T# A- N! T% c" D+ ^' m5 [
    };$ Z, d2 w5 e3 A8 p0 A. g3 u
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    . M( r3 Y6 ~9 A. z9 ~! h{/ b6 J. v/ q5 [: \) r3 v
    std::priority_queue <Node, std::vector <Node>, Node > q;
    4 t' l6 i) `$ N: f9 y' H8 l4 m! c3 I3 Z+ u: Z8 H
            Node   root(1, 7, 5.0);
    ! p* q. i" l5 P+ d' ]3 Z' p( {$ \# c        Node branch(3, 6, 7.0);
    & g$ J0 X2 I1 m        Node   leaf(5, 8, 6.0);
    % Z6 \- d: q- z4 D% k1 f* ^& _
    . G& L. `2 K( {9 u/ E! k
    4 E0 x3 e* r+ K0 V) Q( Q; `( m8 H        q.push(root);
    : `4 \) M$ b/ m- F; u" X        q.push(branch);
    9 Z; ^% v7 N& e3 L/ q        q.push(leaf);) z* M- }1 g7 z6 N# o

    + E2 U5 ~. u. G% a: H: k. a6 J        while (!q.empty())7 U& R8 U4 \1 e1 ~& _
            {  h( W% F7 \. o* \; i( L0 k1 f
                std::cout << ' ' << q.top().value;
    - l: I- A" v' c/ \            q.pop();7 j. e% c# }* B+ n: g- J- S& d- x
            }
    1 A! ]5 B. f; R) Z        std::cout << '\n';4 L# n7 x/ u) c9 @! q

    ( d3 i1 K" L2 ~    return 0;
    # V% D' b) \$ O7 B- D0 H}
    # i: U7 Y7 {; Y$ ^4 J, s5 F按照bound排序输出6,8 7
    ( D2 n, f4 m9 X+ j( Y
    " N: i. S/ B- |0 u  D) i
    ) I& ?7 {0 v5 e5 R7 w
    3 h/ o% g1 q: H0 y; g" v$ |+ `/ N9 q+ G6 Y7 {; X7 I
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