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hello-algo/ko/codes/rust/chapter_dynamic_programming/knapsack.rs
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Yudong Jin 2f561d3d51 feat(ko): add the Korean online edition (#2006)
* feat(ko): add the complete Korean online edition

* Use UTF-8 for Python CI output on Windows

* Remove print-book promotion from the Korean site

* fix(ko): preserve emphasis before Korean particles
2026-10-29 03:46:43 +08:00

114 lines
4.1 KiB
Rust

/*
* File: knapsack.rs
* Created Time: 2023-07-09
* Author: codingonion ([email protected])
*/
/* 0-1 배낭: 완전 탐색 */
fn knapsack_dfs(wgt: &[i32], val: &[i32], i: usize, c: usize) -> i32 {
// 모든 물건의 선택을 마쳤거나 배낭에 남은 용량이 없으면 가치 0을 반환한다
if i == 0 || c == 0 {
return 0;
}
// 배낭 용량을 초과하면 배낭에 넣지 않는 선택만 가능하다
if wgt[i - 1] > c as i32 {
return knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c);
}
// 물건 i를 넣지 않는 경우와 넣는 경우의 최대 가치를 계산한다
let no = knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c);
let yes = knapsack_dfs(wgt, val, i - 1, c - wgt[i - 1] as usize) + val[i - 1];
// 두 경우 중 더 큰 가치를 반환한다
std::cmp::max(no, yes)
}
/* 0-1 배낭: 메모이제이션을 이용한 탐색 */
fn knapsack_dfs_mem(wgt: &[i32], val: &[i32], mem: &mut Vec<Vec<i32>>, i: usize, c: usize) -> i32 {
// 모든 물건의 선택을 마쳤거나 배낭에 남은 용량이 없으면 가치 0을 반환한다
if i == 0 || c == 0 {
return 0;
}
// 기록이 이미 있으면 바로 반환한다
if mem[i][c] != -1 {
return mem[i][c];
}
// 배낭 용량을 초과하면 배낭에 넣지 않는 선택만 가능하다
if wgt[i - 1] > c as i32 {
return knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c);
}
// 물건 i를 넣지 않는 경우와 넣는 경우의 최대 가치를 계산한다
let no = knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c);
let yes = knapsack_dfs_mem(wgt, val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1] as usize) + val[i - 1];
// 두 경우 중 더 큰 가치를 기록하고 반환한다
mem[i][c] = std::cmp::max(no, yes);
mem[i][c]
}
/* 0-1 배낭: 동적 계획법 */
fn knapsack_dp(wgt: &[i32], val: &[i32], cap: usize) -> i32 {
let n = wgt.len();
// dp 테이블을 초기화한다
let mut dp = vec![vec![0; cap + 1]; n + 1];
// 상태 전이
for i in 1..=n {
for c in 1..=cap {
if wgt[i - 1] > c as i32 {
// 배낭 용량을 초과하면 물건 i를 선택하지 않는다
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// 물건 i를 선택하지 않는 경우와 선택하는 경우 중 더 큰 값
dp[i][c] = std::cmp::max(
dp[i - 1][c],
dp[i - 1][c - wgt[i - 1] as usize] + val[i - 1],
);
}
}
}
dp[n][cap]
}
/* 0-1 배낭: 공간을 최적화한 동적 계획법 */
fn knapsack_dp_comp(wgt: &[i32], val: &[i32], cap: usize) -> i32 {
let n = wgt.len();
// dp 테이블을 초기화한다
let mut dp = vec![0; cap + 1];
// 상태 전이
for i in 1..=n {
// 역방향 순회
for c in (1..=cap).rev() {
if wgt[i - 1] <= c as i32 {
// 물건 i를 선택하지 않는 경우와 선택하는 경우 중 더 큰 값
dp[c] = std::cmp::max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1] as usize] + val[i - 1]);
}
}
}
dp[cap]
}
/* 실행 코드 */
pub fn main() {
let wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
let val = [50, 120, 150, 210, 240];
let cap: usize = 50;
let n = wgt.len();
// 완전 탐색
let res = knapsack_dfs(&wgt, &val, n, cap);
println!("배낭 용량을 초과하지 않는 물건의 최대 가치는 {res}이다");
// 메모이제이션을 이용한 탐색
let mut mem = vec![vec![0; cap + 1]; n + 1];
for row in mem.iter_mut() {
row.fill(-1);
}
let res = knapsack_dfs_mem(&wgt, &val, &mut mem, n, cap);
println!("배낭 용량을 초과하지 않는 물건의 최대 가치는 {res}이다");
// 동적 계획법
let res = knapsack_dp(&wgt, &val, cap);
println!("배낭 용량을 초과하지 않는 물건의 최대 가치는 {res}이다");
// 공간을 최적화한 동적 계획법
let res = knapsack_dp_comp(&wgt, &val, cap);
println!("배낭 용량을 초과하지 않는 물건의 최대 가치는 {res}이다");
}