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动态规划应用--双11购物凑单

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Michael阿明
发布2021-02-20 10:50:38
2.7K0
发布2021-02-20 10:50:38
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文章被收录于专栏:Michael阿明学习之路

1. 问题描述

双11购物节的时候,某宝给你很多张满300减50的优惠券,你想组合各种商品的价格总和>=300,且金额总和越接近300越好,这样可以多薅点羊毛。

  • 回溯算法效率太低,时间复杂度指数级。当n很大的时候,可能“双11”已经结束了,代码还没有运行出结果

  • DP求解:购物车中有n个商品。针对每个商品都决策是否购买。每次决策之后,对应不同的状态集合。
  • 用一个二维数组 states[n][x],来记录每次决策之后所有可达的状态。不过,这里的x值是多少呢?
  • 0-1背包问题中,我们找的是小于等于MaxWeight的最大值,x 就是背包的最大承载重量 MaxWeight+1。
  • 对于这个问题来说,我们要找的是>=300(满减条件)的值中最小的,所以就不能设置为300加1了。就这个实际的问题而言,如果要购买的物品的总价格超过300太多,比如1000,那这个羊毛“薅”得就没有太大意义了。所以,我们可以限定x值为1001。
  • 这个问题不仅要求>=300的总价格中的最小的,还要找出这个最小总价格对应都要购买哪些商品。实际上,我们可以利用states数组,倒推出这个被选择的商品序列。

2. 代码实现

代码语言:javascript
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/**
 * @description: 双十一购物凑单(DP)
 * @author: michael ming
 * @date: 2019/7/17 0:29
 * @modified by: 
 */
#include <cstring>
#include <iostream>

const int limitMoney = 300;
const int MaxSumOfPrice = 3*limitMoney;//超过3倍就没有媷羊毛的必要了
void double11shopping(int *price, int n)
{
    bool (*states) [MaxSumOfPrice+1] = new bool [n][MaxSumOfPrice+1];
    memset(states,0,n*(MaxSumOfPrice+1)*sizeof(bool));
    states[0][0] = true;//第一个不买
    if(price[0] <= MaxSumOfPrice)
        states[0][price[0]] = true;//第一个买
    int i, j;
    for(i = 1; i < n; ++i)//动态规划
    {
        for(j = 0; j <= MaxSumOfPrice; ++j)//不买第i个商品
        {
            if(states[i-1][j] == true)
                states[i][j] = states[i-1][j];
        }
        for(j = 0; j <= MaxSumOfPrice-price[i]; ++j)//购买第i个商品
        {
            if(states[i-1][j] == true)
                states[i][j+price[i]] = true;
        }
    }

    for(j = limitMoney; j <= MaxSumOfPrice; ++j)
    {
        if(states[n-1][j] == true)
            break;//找到>=满减金额的最小值
    }
    if(j == MaxSumOfPrice+1)
        return;//超出满减金额很多,没必要选了,直接买吧

    for(i = n-1; i >= 1; --i)//打印该买的商品
    {
        if(j-price[i] >= 0 && states[i-1][j-price[i]] == true)
        {
            std::cout << "购买价格为:" << price[i] << " 的商品" << std::endl;
            j = j - price[i];
        }//else 没有购买这个商品,j不变
    }
    if(j != 0)//如果没有买第0个,到这里j == 0了,如果j不为0,说明买了第0个
        std::cout << "购买价格为:" << price[0] << " 的商品" << std::endl;
    delete [] states;
}
int main()
{
    const int n = 5;
    int price[n] = {100,98,105,104,99};
    double11shopping(price,n);
    return 0;
}

打印所选商品说明:

  • 状态(i,j)只有可能从(i-1,j)或者(i-1,j-price[i])两个状态推导过来。所以,我们就检查这两个状态是否可达,也就是 states[ i-1 ][ j ] 或者 states[ i-1 ][ j-price[i] ] 是否是true。
  • 如果states[ i-1 ][ j ]可达,说明没有选择第i个商品,如果states[ i-1 ][ j-price[i] ] 可达,说明选择了第i个商品。从中选择一个可达的状态(如果两个都可达,就随意选择一个),然后,继续迭代考察其他商品是否有选择购买。
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原始发表:2019/07/17 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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