背包问题实验报告(C语言实现、文件输入及文件输出)

背包问题

实验题目：背包问题

问题描述：假设有一个能装入总体积为T的背包和n件体积分别为w

1, w

2, … , w

n的物品，能否从n件物品中挑选若干件恰好装满背包，即使w

1+w

2+…+ w

n=T，要求找出所有满足上述条件的解。

例如：当T=10，各件物品的体积{1，8，4，3，5，2}时，可找到下列4组解：（1，4，3，2）

（1，4，5）

（8，2）

（3，5，2）。

概要设计：

采用栈数据结构，利用回溯法的设计思想来解决背包问题。

首先将物品排成一列，然后顺序选取物品装入背包，假设已选取了前i件物品之后背包还没有装满，则继续选取第i+1件物品，若该件物品“太大”不能装入，则弃之而继续选取下一件，直至背包装满为止。但如果在剩余的物品中找不到合适的物品以填满背包，则说明“刚刚”装入背包的那件物品“不合适”，应将它取出“弃之一边”，继续再从“它之后”的物品中选取，如此重复，直至求得满足条件的解，或者无解。

ADT Stack {

数据对象：D＝{ ai | ai∈ElemSet, i=1,2,...,n,

n≥0 }

数据关系：R1＝{ | ai-1, ai∈D, i=2,...,n }

约定an端为栈顶，a1端为栈底。

基本操作：

InitStack(&S)

操作结果：构造一个空栈S。

DestroyStack(&S)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：栈S被销毁。

ClearStack(&S)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：将S清为空栈。

StackEmpty(S)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALSE。StackLength(S)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：返回S的元素个数，即栈的长度。GetTop(S, &e)

初始条件：栈S已存在且非空。

操作结果：用e返回S的栈顶元素。

Push(&S, e)

初始条件：栈S已存在。操作结果：插入元素e为新的栈顶元素。Pop(&S, &e)

初始条件：栈S已存在且非空。

操作结果：删除S的栈顶元素，并用e返回其值。

} ADT Stack

源代码：

#include

#include

#include

#include

#define OK 1

#define N 20

FILE *fp1,*fp2;//fp1指向数据文件，fp2指向结果文件

typedef struct SqStack{

int *base;

int *top;

int num;

}SqStack;

struct SqStack *S,L;

int InitStack(SqStack *s,int n){

s->base=(int *)malloc(n*sizeof(int)); if(!s->base) exit(0);

s->top=s->base;

s->num=0;

return OK;

}//创建栈

int Push(SqStack *s,int m){

*s->top++=m;

s->num++;

return OK;

}//元素入栈

int Pop(SqStack *s,int *p){

if(s->base==s->top)return 0;

--s->top;

*p=*s->top;

s->num--;

return OK;

}//元素出栈,用指针p返回

int print(SqStack *s,int w[]){

int *p;

p=s->base;

while(ptop){

fprintf(fp2,"%d ",w[*p]);

printf("%d ",w[*p]);

p++;

}

fprintf(fp2,"\n");

printf("\n");

return OK;

}//把栈中元素在文件中输出和在屏幕上输出

int StackEmpty(SqStack *s){

if(s->base==s->top) return 0;

else return 1;

}//栈是否为空

void knapsack (int w[],int T,int n) {

//已知n件物品的体积分别为w[0], w[1],…, w[n]，背包的总体积为T,//本算法输出所有恰好能装满背包的物品组合解

int k=0;//从第0件物品考察起

int pint=0;//计算输出结果组数，如果没有，则提示无结果

int *pk=&k;

S=&L;

InitStack(S,n);

if(Pop(S,pk)){//退出栈顶物品

T+=w[k];

k++;//继续考察下一件物品

}

while(T>0&&k

if (T-w[k]>=0) {//第k件物品可选，则k入栈Push(S,k);

T-=w[k];

}

k++;//继续考察下一件物品

if(T==0) {

print(S,w);

pint++;

}//输出第一组解

}

}

while ((StackEmpty(S))&&(k<=n));//while

if(!pint){

fprintf(fp2,”未找到匹配结果”);

printf(“未找到匹配结果”);