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【野牛程序员版】《背包九讲》少儿趣味版(C++)

作者:野牛程序员:2025-05-01 08:54:20算法阅读 2023
【野牛程序员版】《背包九讲》少儿趣味版(C++)

🎯 第1讲:认识背包问题

背包问题就像逛超市,手里只有一个小背包,容量有限,要在一堆宝贝中挑选,装进最多价值的东西

常见的背包问题有这些:

  • 01背包:每种宝贝只能选一次

  • 完全背包:每种宝贝可以无限选

  • 多重背包:每种宝贝选的次数有限制

背包问题=选宝贝游戏!🎒🎁


🎯 第2讲:01背包问题

  • 有N个宝贝,每个宝贝有重量weight[i]和价值value[i]

  • 背包容量是W

  • 每种宝贝最多选一次

状态定义
dp[i][j] = 从前i个宝贝中选,总重量不超过j,能获得的最大价值。

状态转移方程

dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j - weight[i]] + value[i]);

可以理解成:
👉 不选第i件 or 选第i件,看谁更优!

✅ 优化技巧:可以压缩成一维数组,从大到小逆序更新!


🎯 第3讲:完全背包问题

区别来了:

  • 宝贝可以拿好多次

公式变化了:

dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i][j - weight[i]] + value[i]);

注意:
✅ 完全背包一维优化时,要从小到大正序遍历,因为一个宝贝可以用很多次!


🎯 第4讲:多重背包问题

再升级:

  • 每种宝贝有个数量限制,比如count[i]

经典做法:

  • 把物品按照数量拆成多个01背包

  • 比如5件,拆成 1件,2件,2件(用二进制表示)

✅ 二进制优化:用更少的物品数量表示总数,减少循环次数!


🎯 第5讲:多重背包的单调队列优化

刚讲过!

如果数量特别大,拆成很多物品太慢了!
👉 用单调队列优化,快!快!快!

单调队列就是:

  • 把物品分成同余分组

  • 每组用一个队列维护最优选项

  • 快速更新 dp 数组!

适合处理超大数据量的多重背包。


🎯 第6讲:混合背包问题

有些宝贝只能选一次,有些可以选无限次,有些有限制数量。

这就叫混合背包

做法:

  • 根据宝贝类别,分别按照01背包、完全背包、多重背包处理。

  • 每种处理方法套一遍。

要动动小脑筋分类哦!🧠✨


🎯 第7讲:背包问题中的优化技巧

经典的优化小技巧包括:

  • 滚动数组:节省空间,从二维压成一维。

  • 状态压缩:让时间和空间都飞起来!

  • 合理遍历顺序:01背包倒序,完全背包顺序。

  • 单调队列优化:处理大规模数据神器!


🎯 第8讲:背包问题的变种

背包还能变出好多花样!

  • 体积也有限制:不仅是重量,体积也要算

  • 附加条件:必须选多少件,必须达到多少价值……

  • 多维背包:不仅限制重量,还限制体积、时间等等

玩背包,花样超级多!


🎯 第9讲:背包问题和生活中的联系

生活中处处是背包问题!

比如:

  • 打游戏时装备有限,需要合理配置(属性最大化)

  • 旅行打包行李,挑最重要的东西装进行李箱

  • 超市购物预算有限,买性价比最高的商品

学好背包,不只是比赛用,还能变成聪明的生活小达人!


🛒 小结图标版

讲次内容
🎒 第1讲认识背包问题
🛒 第2讲01背包
🛒 第3讲完全背包
🛒 第4讲多重背包
🛒 第5讲多重背包 + 单调队列
🛒 第6讲混合背包
🛒 第7讲各种优化方法
🛒 第8讲背包问题变种
🎯 第9讲背包问题和生活


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