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動态規劃專題 - 解題報告 - C

依舊是先寫部落格打草稿再寫碼,聽過題解後來整理一下思路,我們把抽出插入分為兩個部分,①抽出k個手辦,②将k個手辦插入剩餘(n-k)的手辦堆中。

問題二很好解決,隻要插入的堆中有一樣高度的手辦,就不會改變混亂值,盡量把這個手辦安排在隊列最後就不會影響到前面的排列,總體來說就是個貪心的思路。

問題一是難點,前n個手辦抽出k個每個手辦的狀态隻有取(1)或者不取(0)兩種狀态,這聽起來就很01背包了,對于第i個手辦,抽出時是否影響到整體混亂度取決于末位(前一位)的高度(last)(我們從前往後取),這是需要記錄的,然後因為要限制隻抽出k個,是以我們可以記錄一下現在已經取了幾個手辦(j)了,一如平時我們解01背包那樣。但是僅僅如此隻會讓第二問顯得更麻煩,如果我能知道剩餘有哪些手辦了就好了,我們因為總共隻有八種狀态,是以可以狀态壓縮來表示目前狀态(status),用一串二進制的1和0表示目前位是否存在。

我們讓dp[i][j][status][last]來表示取了目前第i位,這是第j次取,它的上一位是last,此時剩餘元素中存在的狀态是status時的最小混亂值。

之前提到的抽出時是否影響到整體混亂度取決于末位,就是說有這樣的關系,設我們目前輸入的手辦高度為x,那麼

if(last == x) dp[i][j][status][last] = min (dp[i][j][status][last], dp[i - 1][j][status][last]);

目前高度與上一次高度一緻的話,肯定是不取最好嘛。

如果不一緻呢?就要讨論是取還是不取了。

不取,就意味着要合并狀态:

dp[i][j][status|(1<<x)][x] = 								//目前不取了,j維持不變,status合并,更新末位
			min (dp[i][j][status|(1<<x)][x], 				//在本身和i-1位時就已經取了j個,那時status和last的狀态比較,
						dp[i-1][j][status][last] + 1);		//因為last!=x,是以混亂度必+1
           

那麼取的話是什麼情況呢?

dp[i][j+1][status][last] = min (dp[i][j+1][status][last], dp[i-1][j][status][last]); 
//單純取最小值,因為statu和last啥都沒改變
           

那麼核心動态轉移方程就出來了

if(last == x)
	 dp[i][j][status][last] = min (dp[i][j][status][last], dp[i - 1][j][status][last]);
else
{
	dp[i][j][status|(1<<x)][x] = min (dp[i][j][status|(1<<x)][x], dp[i-1][j][status][last] + 1);
	dp[i][j+1][status][last] = min (dp[i][j+1][status][last], dp[i-1][j][status][last]); 
}
           

做到這裡我已經大呼大佬們的神乎其技了,這個轉移方程出來之後基本上就能做了,不過為了保險起見怕空間炸還需要用滾動數組優化一下。我不知道為啥一開始交的沒有優化的代碼沒有mle而是wa了,其他的改動也不多,大概是寫挂了。

滾動數組:因為轉移方程中我們發現dp[i][][][]的狀态隻與dp[i - 1][][][]的狀态有關,是以我們隻需要開一個大小為2的數組作第一維,每一次循環開始時先把不用的那輪初始化,然後用其記錄本輪的狀态,每次用0和1表示這一輪和下一輪的關系即可,具體操作見代碼。說起來一直以來用的

#define inf 2147483647

的inf來初始化代碼在這裡竟然炸了,就很奇怪,後來退而求其次拿了平時經常模的

#define hrdg 1000000007

就過了,果然模hrdg能過代碼。

再來講講第二個問題,我們得到了所有的dp[n%2][][][]時的最小混亂值,插回去的話,我們需要先統計一遍原本有多少種高度,如果目前status(剩餘手辦高度的狀态)的高度種類比總共高度少,那麼插回去就會增加混亂值。可以用預處理,計算出從0到(1<<8)-1所有手辦的情況時有多少種類存在num[ ]數組裡,然後每一次讀入循環的答案統計一次tot表示全部種類數

ans = hrdg;
        for (int j = 0; j <= k; j++)
        {
            for (int status = 0; status <= all; status++)
            {
                for (int last = 0; last <= 8; last++)
                {
                    if(dp[n%2][j][status][last] != hrdg)
                        ans = min(ans, dp[n%2][j][status][last]+tot-num[status]);
                }
            }
        }
           

完整AC代碼如下:

#include<bits/stdc++.h>
#define FOR(a, b, c) for(int a=b; a<=c; a++)
#define maxn 105
#define maxm 55
#define hrdg 1000000007
#define inf 2147483647
#define llinf 9223372036854775807
#define ll long long
#define pi acos(-1.0)
#define ls p<<1
#define rs p<<1|1
using namespace std;

int n, k, x, dp[2][maxn+5][1<<8+1][10], ans, cnt;
int all, tot, num[1<<9+1], now;
bool vis[9];
inline int read(){
    char c=getchar();long long x=0,f=1;
    while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
    while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+c-'0';c=getchar();}
    return x*f;
}

int gkd(int x){
    int ret = 0;
    while(x)
    {
        if(x&1)
            ret++;
        x >>= 1;
    }
    return ret;
}

int main()
{
    for (int i = 0; i <= 1<<8; i++)
        num[i] = gkd(i);						//預處理num[]數組
    while (~scanf("%d %d", &n, &k))
    {
        cnt++;
        if(n == 0 && k == 0)
            break;
        memset(vis, 0, sizeof(vis));
        memset(dp[0], hrdg, sizeof(dp[0]));         //為什麼我用2147483647初始化會爆掉啊??
        dp[0][0][0][8] = 0;
        all = 0; tot = 0;				//循環初始化
        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
            x = read();
            x -= 114514;
            all |= 1 << x;
            now = i % 2;
            if(vis[x] == 0)
            {
                vis[x] = 1;
                tot++;
            }
            memset(dp[now], hrdg, sizeof(dp[now]));			//初始化上上次的狀态,因為這沒什麼用
            for (int j = 0; j <= min(k, i); j++)
            {
                for (int status = 0; status <= all; status++)
                {
                    for (int last = 0; last <= 8; last++)
                    {
                        if(dp[!now][j][status][last] != hrdg)			//核心轉移方程如下
                        {
                            if(last == x)
                                 dp[now][j][status][last] = min (dp[now][j][status][last], dp[!now][j][status][last]);
                            else
                            {
                                dp[now][j][status|(1<<x)][x] = min (dp[now][j][status|(1<<x)][x], dp[!now][j][status][last] + 1);
                                dp[now][j+1][status][last] = min (dp[now][j+1][status][last], dp[!now][j][status][last]);
                            }
                        }
                    }
                }
                //puts("");
            }
        }
        //printf("%d\n", all);
        ans = hrdg;
        for (int j = 0; j <= k; j++)
        {
            for (int status = 0; status <= all; status++)
            {
                for (int last = 0; last <= 8; last++)
                {
                    if(dp[n%2][j][status][last] != hrdg)
                        ans = min(ans, dp[n%2][j][status][last]+tot-num[status]);			//更新答案
                }
            }
        }
        printf("Case %d: %d\n", cnt, ans);
    }
    return 0;
}

/*
9 6
114518 114520 114514 114520 114515 114521 114515 114519 114516
3 1
114516 114514 114518
2 2
114521 114521
6 3
114515 114520 114521 114518 114521 114515
0 0
*/