2013-07-01 42 views
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舊和著名揹包問題需要給定的容量C和的n項{I_1,I_2,...,1-N}與每個I_j =(weight_j,value_j)的列表,一個試圖在填滿揹包的同時最大化價值。最大化揹包與附加約束

但是,如果我們添加約束條件會發生什麼

1)特定項目選擇必須是0或者必須是奇數(例如次數:只能採取既沒有10磅啞鈴或1 ,3,5,..他們的數量)。對於所有j,2 = C = n^2和n = < = weight_j < = n^2。

什麼樣的動態編程實現可以用來處理額外的約束?

一些建議將非常感謝如何開始。謝謝!

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是不是隻是「消除」一些細胞的DP問題? – user2246674

回答

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可以制定揹包問題這變化作爲整數規劃

標準揹包問題:

Maximize sum(j) Value_j x X_j 
subject to 
     sum(j) Wt_j x X_j <= C 
     X_j is integer 

在您的變體中,X_j只能採用不同的值:{0,1,3,5,...}

制定約束以限制X取奇數值

每當有變量可以採用這些類型的值限制時,就引入0/1變量來處理這些條件。

對於每個項目j我們來介紹一些二進制變量以及一些新的約束。

X_j - 1 Y_j1 - 3 Y_j3 - 5 Y_j5 ... - M Y_jm = 0 

m是Xj可以採用的最大值(奇數)。

,並限制X_j承擔這些值中的一個,我們添加

Y_j0 + Y_j1 + Y_j3 + ... + Y_jm = 1 for each item j 
Y_j0, Y_j1, Y_j3 ..., Y_jm are {0,1} (binary) 

變量Y_j0是讓X_j採取值0

事實上,C = n^2,確保我們能夠爲每個約束提出合理的上限m

您現在可以用整數規劃求解器來求解這個修改後的揹包。它仍然會按照「數值密度」(每千克數值)的降序查找物品,而限制爲奇數值的約束條件會在某些邊界條件下生效。

希望有所幫助。

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揹包問題是一個整數規劃問題,最簡單的形式可以通過動態規劃解決。即使看起來很小的變化也會使問題變得更加困難,更適合其他方法。最直截了當的方法是將它放鬆到一些線性程序,同時使用分支並通過可行的解決方案來解決問題。也可以使用切割平面 - 但人們通常會發現它更易於理解和實施分支和邊界。看看這裏http://mat.gsia.cmu.edu/orclass/integer/integer.html(更簡單,更方便)http://web.mit.edu/15.053/www/AMP-Chapter-09.pdf(更完整)