0-1 背包
“0-1 Knapsack”問題的詳細指南和 Python 實作。
1. 學習
「0-1 背包」問題是動態規劃部分的關鍵挑戰。
此實作著重於 Python 中的簡單層級邏輯。
在我們提供的解決方案中，我們優先考慮技術準確性和程式碼可讀性。
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
可視化 0-1 Knapsack 的邏輯流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔細閱讀 0-1 背包的問題陳述。
2. Formulate brute force
起草一個簡單的迭代解決方案。
3. Identify inefficiency
尋找冗餘計算。
4. Optimize search path
使用散列或排序來加速該過程。
5. Final Implementation
清理生產標準代碼。
問題陳述
寫一個函數 knapsack(W, wt, val, n)，使用重量為 wt 且值為 val 的物品找出容量為 W 的背包中可以放入的最大值。您不能拆分項目；你要么拿走一件物品，要么留下它。
- •1 <= n <= 100
- •1 <= W <= 1000
- •1 <= wt[i], val[i] <= 1000
範例
knapsack(50, [10, 20, 30], [60, 100, 120], 3)
220
By taking items with weight 20 and 30, the total weight is 50, and the value is 100 + 120 = 220.
knapsack(10, [5, 4, 6, 3], [10, 40, 30, 50], 4)
90
By taking items of weight 4 and 3, the total weight is 7, and the value is 40 + 50 = 90.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- 空輸入結構
- 單元素輸入
- 大數值範圍
準備好解決了嗎？
Open the problem in PyRun's browser-based Python editor. Your code runs fully offline — no server required.
面試見解和變化
複雜度分析分解
為什麼時間: Directly evaluates all possibilities.
為什麼選擇太空: Uses standard local memory.
為什麼時間: Optimized paths reduce total operations.
為什麼選擇太空: May trade memory for speed.
最佳化解決方案Python程式碼
最佳化解決方案Python程式碼
def knapsack_opt(W, wt, val, n):
dp = [0] * (W + 1)
for i in range(n):
for w in range(W, wt[i] - 1, -1):
dp[w] = max(dp[w], val[i] + dp[w - wt[i]])
return dp[W]暴力破解代碼（劇透保護）
暴力破解代碼（劇透保護）
def knapsack_brute(W, wt, val, n):
if n == 0 or W == 0: return 0
if wt[n-1] > W: return knapsack_brute(W, wt, val, n - 1)
return max(val[n-1] + knapsack_brute(W - wt[n-1], wt, val, n - 1), knapsack_brute(W, wt, val, n - 1))Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Dynamic Programming data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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