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NYOJ737石子合并&NKOJ 圓形操場

NYOJ737石子合并

狀态:dp[i][j] 表示i..j堆石子合并成一堆,所需最小力氣值

狀态轉移方程:dp[i][j]=min(dp[i][j-k]+dp[j-k+1][j])  +sum[i][j]條件:j-k>=i,k>=0

求解:dp[1][n]

#include<stdio.h>
#define M 201
#define INF 1000000000
int n,f[M][M],sum[M][M],stone[M];
int main()
{
	int i,j,k,t;
	while(~scanf("%d",&n))
    {
	for(i=1;i<=n;i++)
		scanf("%d",&stone[i]);

	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		f[i][i]=0;
		sum[i][i]=stone[i];
		for(j=i+1;j<=n;j++)
			sum[i][j]=sum[i][j-1]+stone[j];
	}

	for(int len=2;len<=n;len++)//歸并的石子長度
	{
		for(i=1;i<=n-len+1;i++)//i為起點,j為終點
		{
			j=i+len-1;
			f[i][j]=INF;
			for(k=i;k<=j-1;k++)//分割點
			{
				if(f[i][j]>f[i][k]+f[k+1][j]+sum[i][j])
					f[i][j]=f[i][k]+f[k+1][j]+sum[i][j];
			}
		}
	}
	printf("%d\n",f[1][n]);
    }
	return 0;
}
           

NKOJ 圓形操場

法一:

在一個圓形操場的四周擺放着n 堆石子。現要将石子有次序地合并成一堆。規

定每次隻能選相鄰的2 堆石子合并成新的一堆,并将新的一堆石子數記為該次合并的得分。試設計一個算法,計算出将n堆石子合并成一堆的最小得分和最大得分。

程式設計任務:

對于給定n堆石子,程式設計計算合并成一堆的最小得分和最大得分。

DP:因為石子繞成一個環,不是一條直線,是以dp[i][j]的含義應為從第i堆開始,合并j堆石子能得到的最優值

則易得狀态轉移方程為

dp1[i][j]=better(dp1[i][j],dp1[i][k]+dp1[(i+k-1)%n+1][j-k]+sum[i][j]);

#include<stdio.h>
#include<string.h>
const int INF = 1000000000;
#define M 110
int dp1[M][M],dp2[M][M];
int sum[M][M];
int num[M];
int min(int a,int b)
{
    return a<b?a:b;
}
int max(int a,int b)
{
    return a>b?a:b;
}
int main()
{
    int  n,i,j,k;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF)
    {
        for(i=1;i<=n;i++) 
            scanf("%d",&num[i]);
        for(i=1;i<=n;i++)
            sum[i][1]=num[i];
        for(j=2;j<=n;j++)
            for(i=1;i<=n;i++)
                sum[i][j]=sum[i%n+1][j-1]+num[i];
            for(i=0;i<=n;i++)
                dp1[i][1]=dp2[i][1]=0;
            for(j=2;j<=n;j++)
            {
                for(i=1;i<=n;i++)
                {
                    dp1[i][j]=0;
                    dp2[i][j]=INF;
                    for(k=1;k<j;k++)
                    {
                        dp1[i][j]=max(dp1[i][j],dp1[i][k]+dp1[(i+k-1)%n+1][j-k]+sum[i][j]);
                        dp2[i][j]=min(dp2[i][j],dp2[i][k]+dp2[(i+k-1)%n+1][j-k]+sum[i][j]);
                    }
                }
            }
            int ansmi=INF,ansmx=0;
            for(i=1;i<=n;i++)
            {
                ansmx=max(ansmx,dp1[i][n]);
                ansmi=min(ansmi,dp2[i][n]);
            }
            printf("%d\n%d\n",ansmi,ansmx);
    }
    return 0;
}
           

法二:轉

這道題有一個要注意的地方,那就是紅字标注的圓形操場。因為石堆是圓形的,是以有n種合并方式,需要增加一層循環來依次枚舉起始堆。這樣,會大大增加時間複雜度。

解題思路是動态規劃,不經優化的動态規劃的時間複雜度是O(n^3),如果再套一層循環,那麼肯定會TLE。

是以需要進行優化。

首先可以構造如下的數組:

a[0],a[1],...,a[n-1],a[n],a[n+1],...,a[2n-2]

即:

a[0],a[1],...,a[n-1],a[0],a[1],...,a[n-2]

這樣,經過一次DP就可以算出最值,進而去掉了循環,降低了一個次元。

對于DP,最小值可以用四邊形不等式優化。注意:求最大值不能用四邊形不等式,因為最大值不滿足單調性,但最大值有一個性質,即總是在兩個端點的最大者中取到。

即max[i][j] = max{max[i][j-1],max[i+1][j]| + sum[i][j] (sum[i][j]是第i堆到第j堆的石子總數)

經過優化,算法複雜度可以減少至O(n^2)。

#include 
#define MAXN 200
#define MAX_INT 0x7fffffff;
#define MIN_INT 0xffffffff;
int sum[MAXN][MAXN];
int s[MAXN][MAXN];      //最小值決策量s
int max[MAXN][MAXN];
int min[MAXN][MAXN];
int mmin,mmax;
void MergeStone(int n)
{
    int i,j,k,r; //r表示間距
    mmin = MAX_INT;
    mmax = MIN_INT;
    for(r = 2; r <= n; r++) //計算第i堆到第j堆的總石子數 間距到n為止
    {
        for (i = 0; i < 2*n-r; i++)
        {
            j = i + r - 1;
            sum[i][j] = sum[i][j-1] + sum[j][j];
            min[i][j]  = MAX_INT;
            for (k = s[i][j-1]; k <= s[i+1][j]; k++)
            {
                int t = min[i][k] + min[k+1][j] + sum[i][j];
                if (t
                {
                    min[i][j] = t;
                    s[i][j] = k;
                }
            }
            if (max[i][j-1] > max[i+1][j])
                max[i][j] = max[i][j-1] + sum[i][j];
            else
                max[i][j] = max[i+1][j] + sum[i][j];
            if (i == (j+1)%n)
            {
                if(max[i][j] > mmax)
                    mmax = max[i][j];
                if(min[i][j] < mmin)
                    mmin = min[i][j];
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int n,i;
    while(scanf("%d",&n) && n)
    {
        mmax = 0;
        mmin = 0;
        for(i=0; i
        {
            scanf("%d",&sum[i][i]);
            min[i][i] = 0;
            max[i][i] = 0;
            s[i][i] = i;
        }
        for(i=n; i<2*n-1; i++)
        {
            min[i][i] = 0;
            max[i][i] = 0;
            s[i][i] = i;
            sum[i][i] = sum[i%n][i%n];
        }
        if (n>1)
            MergeStone(n);
        printf("%d %d\n",mmin,mmax);
    }
    return 0;
}
 
           
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