有N件物品和一个最多能背重量为W的背包。第i件物品的重量是weight[i],得到的价值是value[i] 。每件物品都有无限个(也就是可以放入背包多次),求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。
完全背包和01背包问题唯一不同的地方就是,每种物品有无限件
同样leetcode上没有纯完全背包问题,都是需要完全背包的各种应用,需要转化成完全背包问题,所以我这里还是以纯完全背包问题进行讲解理论和原理。
在下面的讲解中,我依然举这个例子:
背包最大重量为4。
物品为:

重量 价值
物品0 1 15
物品1 3 20
物品2 4 30

每件商品都有无限个!
问背包能背的物品最大价值是多少?
01背包和完全背包唯一不同就是体现在遍历顺序上,所以本文就不去做动规五部曲了,我们直接针对遍历顺序经行分析!
完全背包的物品是可以添加多次的,所以要从小到大去遍历,即:

  1. // 先遍历物品,再遍历背包
  2. for(int i = 0; i < weight.size(); i++) { // 遍历物品
  3. for(int j = weight[i]; j <= bagWeight ; j++) { // 遍历背包容量
  4. dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
  5. }
  6. }

dp状态图如下:
image.png
其实还有一个很重要的问题,为什么遍历物品在外层循环,遍历背包容量在内层循环?
01背包中二维dp数组的两个for遍历的先后循序是可以颠倒了,一维dp数组的两个for循环先后循序一定是先遍历物品,再遍历背包容量。
在完全背包中,对于一维dp数组来说,其实两个for循环嵌套顺序同样无所谓!
因为dp[j] 是根据 下标j之前所对应的dp[j]计算出来的。 只要保证下标j之前的dp[j]都是经过计算的就可以了。
遍历物品在外层循环,遍历背包容量在内层循环,状态如图:
image.png
遍历背包容量在外层循环,遍历物品在内层循环,状态如图:
image.png
看了这两个图,大家就会理解,完全背包中,两个for循环的先后循序,都不影响计算dp[j]所需要的值(这个值就是下标j之前所对应的dp[j])。
先遍历背包在遍历物品,代码如下:

  1. // 先遍历背包,再遍历物品
  2. for(int j = 0; j <= bagWeight; j++) { // 遍历背包容量
  3. for(int i = 0; i < weight.size(); i++) { // 遍历物品
  4. if (j - weight[i] >= 0) dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
  5. }
  6. cout << endl;
  7. }

代码

  1. // 先遍历物品,在遍历背包
  2. void test_CompletePack() {
  3. vector<int> weight = {1, 3, 4};
  4. vector<int> value = {15, 20, 30};
  5. int bagWeight = 4;
  6. vector<int> dp(bagWeight + 1, 0);
  7. for(int i = 0; i < weight.size(); i++) { // 遍历物品
  8. for(int j = weight[i]; j <= bagWeight; j++) { // 遍历背包容量
  9. dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);
  10. }
  11. }
  12. cout << dp[bagWeight] << endl;
  13. }
  14. int main() {
  15. test_CompletePack();
  16. }