優先キュー式分岐限界法0-1リュックサック

#include<iostream>   
#include <algorithm>   
#include "heap.h"
using namespace std;   

class Knap   
{   
public:   
    Knap(double *pp,double *ww,double cc,int nn)//       
    {   
        p=pp;   
        w=ww;   
        c=cc;   
        n=nn;   
        cw=0;   
        cp=0;   
		E=0;  
        bestx=new int[n+1]; 
		H=init(100); 
    }   
    double knapsack();//       。   
    double Bound(int i);//       
	void AddLiveNode(double up,double cp,double cw,bool ch,int lev);
	int MaxKnapsack();

    void output()//         
    {   
        for(int i=1;i<=n;i++)   
            cout<<bestx[i]<<" ";   
        cout<<endl;   
    }   
 
private:   
    double c;   //    
    int n;      //    
    double *w;   //      
    double *p;   //      
    double cw;   //      
    double cp;   //      
    bbnode *E;   //         
    int *bestx;   //     
	HeapQueue H;
  
};   

class Object   
{   
public:   
    int ID;   
    double d;   
};   
  
int cmp(Object a,Object b)//      。   
{   
    return a.d>b.d;//     
}   
  
double Knap::Bound(int i)   
{   
  
    Object *Q=new Object[n+1];   
    int j;   
    for(j=1;j<=n;j++)   
    {   
        Q[j].ID=j;   
        Q[j].d=1.0*p[j]/w[j];   
    }   
    sort(Q+1,Q+n+1,cmp);/*   Q  。 cmp()    。       Q[1]      Q  */  
	/*   Object                ，         Bound()            ，    ，    */

/*
    for(j=1;j<=n;j++)  
        cout<<Q[j].ID<<" ";  
    cout<<endl;  
*/
  
    double cleft=c-cw;   
    double b=cp;   
    while(i<=n&&w[Q[i].ID]<=cleft)   
    {   
        cleft-=w[Q[i].ID];   
        b+=p[Q[i].ID];   
        i++;   
    }   
    if(i<=n)   
        b+=1.0*p[Q[i].ID]*cleft/w[Q[i].ID];/*            ，       。*/  
    return b;   
}   
  
double Knap::knapsack()   
{   
    /*    ，         ，         。*/  
    int i;   
    double W=0;   
    double P=0;   
    for(i=1;i<=n;i++)   
    {   
        W+=w[i];   
        P+=p[i];   
    }   
    if(W<=c)   //                  。bestx[]=1；
	{
		for(int j=1;j<=n;j++)
			bestx[j]=1;
		return P;  
	}
/*         ，       ，        。*/  

    return MaxKnapsack();   
} 

void Knap::AddLiveNode(double up,double cp,double cw,bool ch,int lev)
{
	bbnode *b=new bbnode;   
    b->parent=E;   
    b->LChild=ch;   
    HeapNode N;
	N.uprofit=up;
	N.profit=cp;
	N.weight=cw;   
    N.level=lev;
    N.ptr=b;   
    InsertMax(N,H);   
}
int Knap::MaxKnapsack()
{
	double bestp=0;//     
	double up=Bound(1);//    
//	cout<<up<<endl;//   22
	int i=1;
	while(i != n + 1)
	{
		//double wt=cw+w[i];
		//cout<<wt<<endl;
		if(cw+w[i]<=c)
		{
			if(cp+p[i]>bestp)/*   cw+w[i]<=c，                           bestp*/
				bestp=cp+p[i];
			AddLiveNode(up,cp+p[i],cw+w[i],true,i+1);//      
		}
		up=Bound(i+1);
		//              
		if(up>=bestp)
			AddLiveNode(up,cp,cw,false,i+1);
		//         
		 HeapNode N;   
         N=DeleteMax(H);  
		 E=N.ptr;
		 cw=N.weight;
		 cp=N.profit;
		 up=N.uprofit;
		 i=N.level;
	}

	//       
	for(int j=n;j>0;j--)
	{
		bestx[j]=E->LChild;
		E=E->parent;
	}
	return cp;
}

int main()   
{   
    int n=4;   
    double c=7;//       
/*   ，     p[] w[]       -100，                   1   ，              0   ，      -100  */  
    double p[]={-100,9,10,7,4};//       
    double w[]={-100,3,5,2,1};//       
    Knap k=Knap(p,w,c,n);   
    cout<<k.knapsack()<<endl;   
    k.output();   
    return 1;   
}  

</pre><pre class="cpp" name="code">

struct bbnode   
{   
    bbnode *parent;   
    bool LChild;   
};   
  
struct HeapNode   
{   
    bbnode *ptr; //                   
 
 double weight;  //        
 double uprofit, //       
  profit;  //        
    int level;   //              
};   
/****************************************************************************/  
  
/****************************************************************************/  
typedef HeapNode ElemType;  
#define MaxData 32767   
  
  
typedef struct Heap   
{   
    int capacity;   
    int size;   
    HeapNode *Elem;   
  
}Heap,*HeapQueue;   
  
HeapQueue init(int maxElem)   
{   
    HeapQueue H=new Heap;   
    H->capacity=maxElem;   
    H->size=0;   
    H->Elem=new HeapNode[maxElem+1];   
 H->Elem[0].uprofit=MaxData;   
    return H;   
}   
  
void InsertMax(ElemType x,HeapQueue H)   
{   
    int i;   
    for(i=++H->size;H->Elem[i/2].uprofit<x.uprofit;i/=2)   
        H->Elem[i]=H->Elem[i/2];//  i     i/2     
    H->Elem[i]=x;   
}   
  
ElemType DeleteMax(HeapQueue H)   
{   
    int i,child;   
    ElemType MaxElem,LastElem;          //             。   
    MaxElem=H->Elem[1];              //    1      。   
    LastElem=H->Elem[ H->size-- ];    //     size   。   
    for(i = 1 ; i * 2 <= H->size ; i = child)   
    {   
        child=i * 2;   
        /*           ，             ，            ；  
            Child = H->Size         ，           。  
        */  
        if(child != H->size && H->Elem[child+1].uprofit>H->Elem[child].uprofit)   
            child++;//         
        if(LastElem.uprofit < H->Elem[child].uprofit)   
            H->Elem[i]=H->Elem[child];   
    }   
    H->Elem[i]=LastElem;   
    return MaxElem;   
}