DP:二维费用背包问题-????例题

????1.一和零

题目

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样例输出和输入:

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算法原理:
这道题就是让我们找子集的长度,这个子集满足:当中的0不大于m个,当中的1不大于n个,最后返回最大的子集的长度,所以我们首先想到的是二维费用背包问题,因为有两个限制,这里的背包的限制就是0和1的个数的限制,这里的物品其实就是每个字符串。
状态表示: d p [ i ] [ j ] [ k ] dp[i][j][k] dp[i][j][k]表示从前 i i i个物品中选择的所有组合中,满足0的个数不大于m,1的个数不大于n个的所有组合中子集长度最大的那个的长度。
状态转移方程:
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这里的a和b代表的是当前i位置字符串中0和1分别的个数,所以我们在进行填表的时候应该遍历一下字符串,将当中的0和1分别记录一下,状态转移方程:

d p [ i ] [ j ] [ k ] = m a x ( d p [ i − 1 ] [ j ] [ k ] , d p [ i − 1 ] [ j − a ] [ k − b ] ) dp[i][j][k]=max(dp[i-1][j][k],dp[i-1][j-a][k-b]) dp[i][j][k]=max(dp[i1][j][k],dp[i1][ja][kb])

初始化:

代码:
未优化的代码:

class Solution {
public:
    int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n)
    {
        int sz = strs.size();
        vector<vector<vector<int>>> dp(sz + 1, vector<vector<int>>(m + 1, vector<int>(n + 1)));
        for (int i = 1;i <= sz;i++)
        {
            //统计一下字符串中0和1的个数
            int a = 0, b = 0;
            for (auto e : strs[i - 1])
            {
                if (e == '1')b++;
                else a++;
            }
            for (int j = 0;j <= m;j++)
            {
                for (int k = 0;k <= n;k++)
                {
                    dp[i][j][k] = dp[i - 1][j][k];
                    if (j >= a && k >= b)dp[i][j][k] = max(dp[i - 1][j][k], dp[i - 1][j - a][k - b] + 1);
                }
            }
        }
        return dp[sz][m][n];
    }
};

滚动数组优化的代码:

class Solution {
public:
	int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n)
	{
		int sz = strs.size();
		vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1));
		for (int i = 1;i <= sz;i++)
		{
			//统计一下字符串中0和1的个数
			int a = 0, b = 0;
			for (auto e : strs[i - 1])
			{
				if (e == '1')b++;
				else a++;
			}
			for (int j = m;j >=a;j--)
				for (int k = n;k >=b;k--)
				dp[j][k] = max(dp[j][k], dp[j - a][k - b] + 1);
		}
		return dp[m][n];
	}
};

运行结果:
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????2.盈利计划

题目

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样例输出和输入:

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算法原理:
这道题每个group对应一个profit,下标是对应的。
在这里插入图片描述
根据上面的图片加上题目要求,我们可以得知,我们每次选择的利润必须大于给定的 m i n P r o f i t minProfit minProfit然后每次需要的人口不能超过 n n n,最后求出满足这个条件的所有组合有多少种。
状态表示: d p [ i ] [ j ] [ k ] dp[i][j][k] dp[i][j][k]表示从前i个工作计划中选择,人数不超过i的,但是盈利大于k的所有组合数的总和。
状态转移方程:
第一种状态:不选择i位置, d p [ i − 1 ] [ j ] [ k ] dp[i-1][j][k] dp[i1][j][k]

第二种状态:选择i位置,首先考虑二维 d p [ i − 1 ] [ j − g r o u p [ i ] ] dp[i-1][j-group[i]] dp[i1][jgroup[i]]这里我们考虑一下 j − g r o u p [ i ] ≤ 0 j-group[i]\leq0 jgroup[i]0是否成立将group[i]移到右边去可以得到: j ≤ g r o u p [ i ] j\leq group[i] jgroup[i]这个是什么意思呢?表示i工作需要的人口是大于总人口j的,所以这肯定是不可能的,所以这里中只能是 j − g r o u p [ i ] ≥ 0 j-group[i]\geq0 jgroup[i]0,我们再来考虑三维的: d p [ i − 1 ] [ j − g r o u p [ i ] ] [ k − p r o f i t [ i ] ] dp[i-1][j-group[i]][k-profit[i]] dp[i1][jgroup[i]][kprofit[i]]我们来考虑 k − p r o f i t [ i ] ≤ 0 k-profit[i]\leq0 kprofit[i]0是否成立,首先我们还是继续移一下项: k ≤ p r o f i t [ i ] k \leq profit[i] kprofit[i]这里k表示总的利润,profit表示当前工作产出的利润,所以这里的意思就表示无论前面总利润是多少,这里都都能满足当前的利润,所以我们只需要选择0即可,所以第二种状态:

d p [ i − 1 ] [ j − g r o u p [ i ] ] [ m a x ( 0 , k − p r o f i t [ i ] ) ] dp[i-1][j-group[i]][max(0,k-profit[i])] dp[i1][jgroup[i]][max(0,kprofit[i])]

最后这两种状态的总和就是当前状态的所有组合的总和:

d p [ i ] [ j ] [ k ] = d p [ i − 1 ] [ j ] [ k ] + d p [ i − 1 ] [ j − g r o u p [ i ] ] [ m a x ( 0 , k − p r o f i t [ i ] ) ] dp[i][j][k]=dp[i-1][j][k]+dp[i-1][j-group[i]][max(0,k-profit[i])] dp[i][j][k]=dp[i1][j][k]+dp[i1][jgroup[i]][max(0,kprofit[i])]

代码:
未优化的代码:

class Solution {
public:
    int profitableSchemes(int n, int minProfit, vector<int>& group, vector<int>& profit) 
    {
        int len = group.size();
        int MOD = 1e9 + 7;
        vector<vector<vector<int>>> dp(len + 1, vector<vector<int>>(n + 1, vector<int>(minProfit + 1)));
        for (int j = 0;j <= n;j++)
        {
            dp[0][j][0] = 1;
        }
        for (int i = 1;i <= len;i++)
        {
            for (int j = 0;j <= n;j++)
            {
                for (int k = 0;k <= minProfit;k++)
                {
                    dp[i][j][k] = dp[i - 1][j][k];
                    if (j >= group[i-1])
                        dp[i][j][k] += dp[i - 1][j - group[i - 1]][max(0, k - profit[i - 1])];
                    dp[i][j][k] %= MOD;
                }
            }
        }
        return dp[len][n][minProfit];
    }
};

优化过后的代码:

int profitableSchemes(int n, int minProfit, vector<int>& group, vector<int>& profit) 
{
	int len = group.size();
	int MOD = 1e9 + 7;
	vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(minProfit + 1));
	for (int j = 0;j <= n;j++)dp[j][0] = 1;
	for (int i = 1;i <= len;i++)
		for (int j = n;j >= group[i - 1];j--)
			for (int k = 0;k <= minProfit;k++)
			{
				dp[j][k] += dp[j - group[i - 1]][max(0, k - profit[i - 1])];
				dp[j][k] %= MOD;
			}
	return dp[n][minProfit];
}

运行结果:
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