详细解析

参照🔗
对于多重背包,我在力扣上还没发现对应的题目,所以这里就做一下简单介绍,大家大概了解一下。
有N种物品和一个容量为V 的背包。第i种物品最多有Mi件可用,每件耗费的空间是Ci ,价值是Wi 。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的耗费的空间 总和不超过背包容量,且价值总和最大。
多重背包和01背包是非常像的, 为什么和01背包像呢?
每件物品最多有Mi件可用,把Mi件摊开,其实就是一个01背包问题了。
例如:
背包最大重量为10。


重量
价值 数量
物品0 1 15 2
物品1 3 20 3
物品2 4 30 2

问背包能背的物品最大价值是多少?
和如下情况有区别么?

重量 价值 数量
物品0 1 15 1
物品0 1 15 1
物品1 3 20 1
物品1 3 20 1
物品1 3 20 1
物品2 4 30 1
物品2 4 30 1

毫无区别,这就转成了一个01背包问题了,且每个物品只用一次。
这种方式来实现多重背包的代码如下:

  1. // 版本一:改变物品数量为01背包格式
  2. public void testMultiPack1() {
  3. List<Integer> weight = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4));
  4. List<Integer> value = new ArrayList<>(Arrays.asList(15, 20, 30));
  5. List<Integer> nums = new ArrayList<>(Arrays.asList(2, 3, 2));
  6. int bagWeight = 10;
  7. int[] dp = new int[bagWeight + 1];
  8. // 转化为多个单一物品
  9. for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
  10. while (nums.get(i) > 1) {
  11. weight.add(weight.get(i));
  12. value.add(value.get(i));
  13. nums.set(i, nums.get(i) - 1);
  14. }
  15. }
  16. // 遍历0-1背包即可
  17. for (int i = 0; i < weight.size(); i++) {
  18. for (int j = bagWeight; j >= weight.get(i); j--) {
  19. dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - weight.get(i)] + value.get(i));
  20. }
  21. System.out.println(Arrays.toString(dp));
  22. }
  23. }
  • 时间复杂度:O(m × n × k),m:物品种类个数,n背包容量,k单类物品数量

也有另一种实现方式,就是把每种商品遍历的个数放在01背包里面在遍历一遍。

  1. // 版本二:改变遍历个数
  2. public void testMultiPack2() {
  3. List<Integer> weight = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4));
  4. List<Integer> value = new ArrayList<>(Arrays.asList(15, 20, 30));
  5. List<Integer> nums = new ArrayList<>(Arrays.asList(2, 3, 2));
  6. int bagWeight = 10;
  7. int[] dp = new int[bagWeight + 1];
  8. for (int i = 0; i < weight.size(); i++) { // 遍历物品容量
  9. for (int j = bagWeight; j >= weight.get(i); j++) { // 遍历背包
  10. // 以上为01背包,然后加一个遍历个数
  11. for (int k = 1; k < nums.get(i) && (j - k * weight.get(i)) >= 0; k++) {
  12. dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - k * weight.get(i)] + k * value.get(i));
  13. }
  14. }
  15. }
  16. }
  • 时间复杂度:O(m × n × k),m:物品种类个数,n背包容量,k单类物品数量