为什么贪心策略不能用于解决0-1揹包问题?

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一般会使用的贪婪准则:价值vi,质量wi,每一项计算ri=vi/wi,即价值和质量之比,再按比值的降序来排序,从第一项开始装揹包,然后是第二项,依次类推,尽可能的多放,直到装满揹包。

反例:这种策略并不能保证得到最优解。利用此策略试解n= 3 ,w=[40,35,35], v=[40,30,20], c=70 时的最优解。直觉上它可能是对的,得到的结果是选择w[0]=40,剩余30的空间容量不能装下其他物品,总价值量为40。然而真正可以获得的最大价值是30+20=50,很显然,贪心策略的选择方法是错误的。

原因:事实上这一方法只是解决普通揹包问题的最优解,因为按此方法在选择物品i装入揹包时,我们是可以选择物品i的一部分的,不一定要全部装入揹包。但是实际上0-1揹包问题的特点就是每个个体是不可拆分的,那么此时再按贪心策略就不能证明结果是正确的,相反我们可以举出反例证明它是错误的。这两者的关系其实有点类似于概率论中古典概型和几何概型问题的区分。

反思:对于一个方法是否正确,有时我们虽然不能直接通过理论证明它是正确的或是不正确,但如果是错误的,一定可以通过反例证明。理论不能证明正确的方法一般就不要使用,因为有可能存在反例使它出现错误的结果。而对于动态规划的解法,它的本质是枚举,这个方法无疑是证明正确的。

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