Задача реализации ранца C # - PullRequest
0 голосов
/ 17 мая 2018

Я пытаюсь написать алгоритм ранца c # с заданными условиями, но всегда есть две проблемы, с которыми я сталкиваюсь. Я получаю сообщение об ошибке «Индекс был за пределами массива» или мой результат равен 0.

Я нашел пару примеров кода реализации Knapsack и просто не могу понять, что я делаю неправильно.

Примеры кода: https://www.programmingalgorithms.com/algorithm/knapsack-problem

http://www.csharpstar.com/csharp-knapsack-problem/

Мой код:

static int Knapsack(int n, int w, int[] s, int[] v)
{
    int[,] G = new int[n+1,w+1];
    for (int k = 0; k <= n; k++)
    {
        for (int r = 0; r < w; r++)
        {
            if (r == 0 || k == 0)
                G[k, r] = 0;
            else if (s[k] <= r)
                G[k, r] = Math.Max(G[k- 1, r], v[k] + G[k - 1, r - s[k]]);
            else
                G[k, r] = G[k - 1, r]; 
        }
    }
    return G[n, w];
}
static void Main(string[] args)
{
    int[] s = { 60, 100, 120};
    int[] v = { 10, 20, 30 };
    int w = 50;
    int n = s.Length;
    Console.WriteLine(Knapsack(n, w, s, v));
}

В этом случае мой результат равен 0.

1 Ответ

0 голосов
/ 17 мая 2018

Проблема с вашим кодом заключается в том, что s - это веса, а v - это значения, и ваши веса 60, 100 и 120, очевидно, не будут соответствовать емкости 50, поэтому вы получаете результат 0. Пример, который вы извлекаете из значений 60, 100 и 120 в качестве значений, а 10, 20 и 30 - в качестве весов, поэтому он получает результат 220.

Я думаю, что это работает лучше, если вы создадите класс для обработки соответствующего веса и стоимости предметов.

public class Item
{
    public int Weight { get; set; }
    public int Value { get; set; }
}

Тогда для метода нужен только массив элементов и требуемая емкость. Кроме того, использование значимых имен может облегчить понимание происходящего, чем набор имен из одной буквы.

public static int KnapSack(Item[] items, int capacity)
{
    int[,] matrix = new int[items.Length + 1, capacity + 1];
    for (int itemIndex = 0; itemIndex <= items.Length; itemIndex++)
    {
        // This adjusts the itemIndex to be 1 based instead of 0 based
        // and in this case 0 is the initial state before an item is
        // considered for the knapsack.
        var currentItem = itemIndex == 0 ? null : items[itemIndex - 1];
        for (int currentCapacity = 0; currentCapacity <= capacity; currentCapacity++)
        {
            // Set the first row and column of the matrix to all zeros
            // This is the state before any items are added and when the
            // potential capacity is zero the value would also be zero.
            if (currentItem == null || currentCapacity == 0)
            {
                matrix[itemIndex, currentCapacity] = 0;
            }
            // If the current items weight is less than the current capacity
            // then we should see if adding this item to the knapsack 
            // results in a greater value than what was determined for
            // the previous item at this potential capacity.
            else if (currentItem.Weight <= currentCapacity)
            {
                matrix[itemIndex, currentCapacity] = Math.Max(
                    currentItem.Value 
                        + matrix[itemIndex - 1, currentCapacity - currentItem.Weight],
                    matrix[itemIndex - 1, currentCapacity]);
            }
            // current item will not fit so just set the value to the 
            // what it was after handling the previous item.
            else
            {
                matrix[itemIndex, currentCapacity] = 
                    matrix[itemIndex - 1, currentCapacity];
            }
        }
    }

    // The solution should be the value determined after considering all
    // items at all the intermediate potential capacities.
    return matrix[items.Length, capacity];
}

Затем запустите этот код

var items = new[]
{
    new Item {Value = 60, Weight = 10},
    new Item {Value = 100, Weight = 20},
    new Item {Value = 120, Weight = 30},
};

Console.WriteLine(KnapSack(items, 50));

Результат - 220.

Вот решение, использующее рекурсию.

public static int KnapSackRecursive(Item[] items, int capacity)
{
    // If there are no items or capacity is 0 then return 0
    if (items.Length == 0 || capacity == 0) return 0;

    // If there is one item and it fits then return it's value
    // otherwise return 0
    if (items.Length == 1)
    {
        return items[0].Weight < capacity ? items[0].Value : 0;
    }

    // keep track of the best value seen.
    int best = 0;
    for (int i = 0; i < items.Length; i++)
    {
        // This is an array of the other items.
        var otherItems = items.Take(i).Concat(items.Skip(i + 1)).ToArray();

        // Calculate the best value without using the current item.
        int without = KnapSackRecursive(otherItems, capacity);
        int with = 0;

        // If the current item fits then calculate the best value for
        // a capacity less it's weight and with it removed from contention
        // and add the current items value to that.
        if (items[i].Weight <= capacity)
        {
            with = KnapSackRecursive(otherItems, capacity - items[i].Weight) 
                + items[i].Value;
        }

        // The current best is the max of the with or without.
        int currentBest = Math.Max(without, with);

        // determine if the current best is the overall best.
        if (currentBest > best)
            best = currentBest;
    }

    return best;
}
...