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问题1:for循环顺序影响算法复杂度吗?

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01背包问题:你真的理解吗?揭秘5大关键问题

01背包问题,一种看似简单却又处处暗藏玄机的算法问题。 你是不是以为自己对01背包问题了如指掌?但当你深入思考这些关键问题时,你可能就会发现自己对这个经典算法的理解还存在盲点。

本篇博客将带你从0开始剖析01背包问题,解答5大关键问题,让你对这个算法有更全面的理解。

直觉告诉我们,for循环的顺序不影响算法的复杂度。但事实并非如此!01背包问题的动态规划解法中,循环的顺序会影响空间复杂度。

当我们使用二维数组存储状态时,外层循环遍历物品,内层循环遍历背包容量。如果我们先遍历物品,再遍历容量,空间复杂度为O(NM);但如果我们先遍历容量,再遍历物品,空间复杂度可以优化到O(N)。

01背包问题通常需要二维数组来存储状态。如果背包容量较大,这个二维数组的空间消耗会成为问题。

为了优化空间,我们可以利用动态规划的性质,只保留当前行和前一行的状态,从而将空间复杂度降低到O(N)。

没错!01背包问题可以用一维数组解决,这需要用到滚动数组的技巧。

滚动数组将二维数组每一行的数据依次存储在一维数组中,从而节省了额外的空间。 虽然代码实现略显复杂,但空间复杂度确实可以优化到O(N)。

01背包问题的状态转移方程为:

dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i])

其中:

  • dp[i][j]表示前i件物品放入容量为j的背包中的最大价值
  • w[i]表示第i件物品的重量
  • v[i]表示第i件物品的价值

这个方程表示,在考虑第i件物品时,我们有两种选择:要么不放入背包,要么放入背包,取价值较大的那个。

求出01背包问题的解后,如何还原具体放入背包的物品?

我们可以利用状态转移方程中的第二项,如果dp[i][j] > dp[i-1][j],则第i件物品被放入背包。 通过逆向回溯,即可得到放入背包的物品集合。

掌握这些关键问题,你对01背包问题的理解将更进一步。 下次遇到01背包问题,相信你一定可以轻松解决!

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