1046 Shortest Distance (20分)

本文探讨了一种计算环形路径上两点间最短距离的算法,通过两次尝试优化解决方案,最终采用预计算节点到起点距离和环总长的方法,实现高效查询。代码示例使用C++编写。

题目描述

原题链接
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思路分析

这个题的意思是求一个环中两点之间的最短距离,当时,第一想法就是先顺着来一圈,再逆着来一圈,最后取这两的最小值就行了。可是……w(゚Д゚)w
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#include <iostream>
using namespace std;
int arr[100010];
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(false);
	int n;
	cin >> n;
	for (int i = 1; i <= n; ++i)
	{
		cin >> arr[i];
	}
	int m;
	cin >> m;
	for (int i = 1; i <= m; ++i)
	{
		int a, b;
		cin >> a >> b;
		if (a>b)
		{
			int tmp = a;
			a = b;
			b = tmp;
		}
		int sum1 = 0;
		for (int j = a; j < b; ++j)
		{
			sum1 += arr[j];
		}
		// cout << sum1 << endl;
		int sum2 = 0;
		for (int j = b; ; ++j)
		{
			if (j > n)
			{
				j = 1;
			}
			if (j==a)
			{
				break;
			}
			sum2 += arr[j];
		}
		// cout << sum2 << endl;
		cout << min(sum1, sum2) << endl;
	}
	return 0;
}

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最后一个点超时了,木得办法,只能再换一个思路。
A与B之间的距离不就是A到原点的距离与B到原点的距离之差吗?而任意结点到原点的距离以及环的总长度,在输入的时候就可以求出来了。OK,懂了,这就写代码。(σ゚∀゚)σ…:*☆哎哟不错哦
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AC代码

#include <iostream>
using namespace std;
int arr[100010];
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(false);
	int n;
	cin >> n;
	int total = 0;
	arr[0] = 0;
	for (int i = 1; i <= n; ++i)
	{
		int tmp;
		cin >> tmp;
		total += tmp;
		arr[i] = arr[i-1] + tmp;
	}
	int m;
	cin >> m;
	for (int i = 0; i < m; ++i)
	{
		int a, b;
		cin >> a >> b;
		if (a > b)
		{
			int t = a;
			a = b;
			b = t;
		}
		int sum1 = arr[b-1] - arr[a-1];
		int sum2 = total - arr[b-1] + arr[a-1];
		cout << min(sum1, sum2) << endl;
	}
	return 0;
}

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### 尾递归优化旅行商问题 (TSP) 尾递归是一种通过将递归调用的结果直接返回给上一层调用的方式,避免了额外的栈帧开销。在解决 TSP 问题时,暴力递归方法通常会列出所有可能的路径并计算其总长度,但这种方法可能导致栈溢出或性能瓶颈。为了优化代码,可以采用尾递归形式,并结合辅助函数保存中间状态。 以下是将暴力递归改写为尾递归的具体实现[^1]: ```python def tsp_tail_recursive(distance_matrix, visited=None, current_path=None, current_cost=0, start=0): # 初始化访问状态和路径 if visited is None: visited = [False] * len(distance_matrix) if current_path is None: current_path = [] n = len(distance_matrix) visited[start] = True current_path.append(start) # 如果所有城市都被访问过,计算回路成本并返回 if len(current_path) == n: return current_cost + distance_matrix[start][0], current_path + [0] # 辅助函数用于尾递归调用 def helper(min_cost=float('inf'), best_path=None): for next_city in range(n): if not visited[next_city]: new_cost = current_cost + distance_matrix[start][next_city] cost, path = tsp_tail_recursive( distance_matrix, visited[:], # 深拷贝访问状态 current_path[:], # 深拷贝当前路径 new_cost, next_city ) if cost < min_cost: min_cost = cost best_path = path return min_cost, best_path return helper() ``` #### 代码说明 - **`distance_matrix`**: 表示城市间距离的二维矩阵。 - **`visited`**: 记录哪些城市已经被访问。 - **`current_path`**: 当前路径上的城市序列。 - **`current_cost`**: 当前路径的累计成本。 - **`start`**: 当前所在的城市索引。 上述代码中,通过 `helper` 函数实现了尾递归调用,避免了每次递归调用后需要额外的栈空间来存储中间结果。每次递归仅依赖当前状态和累积结果,从而显著提高了性能。 #### 注意事项 尽管 Python 解释器不支持自动优化尾递归,但上述代码通过手动管理状态变量模拟了尾递归的效果。对于非常大的输入规模,仍可能遇到栈溢出问题,此时建议使用迭代方法或其他更高效的算法(如动态规划或启发式搜索)。 --- ###
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