bzoj 2442 [Usaco2011 Open]修剪草坪

本文介绍了一种解决特殊条件下最大效率选取问题的算法。FJ需要从N只不同效率的奶牛中选出非连续的且不超过K只的组合以获得最高效率总和。文章通过动态规划与单调队列优化策略解决了此问题。

Description
在一年前赢得了小镇的最佳草坪比赛后,FJ变得很懒,再也没有修剪过草坪。现在,
新一轮的最佳草坪比赛又开始了,FJ希望能够再次夺冠。
然而,FJ的草坪非常脏乱,因此,FJ只能够让他的奶牛来完成这项工作。FJ有N
(1 <= N <= 100,000)只排成一排的奶牛,编号为1…N。每只奶牛的效率是不同的,
奶牛i的效率为E_i(0 <= E_i <= 1,000,000,000)。
靠近的奶牛们很熟悉,因此,如果FJ安排超过K只连续的奶牛,那么,这些奶牛就会罢工
去开派对:)。因此,现在FJ需要你的帮助,计算FJ可以得到的最大效率,并且该方案中
没有连续的超过K只奶牛。

Input
* 第一行:空格隔开的两个整数N和K
* 第二到N+1行:第i+1行有一个整数E_i
Output
* 第一行:一个值,表示FJ可以得到的最大的效率值。

Sample Input
5 2
1
2
3
4
5
输入解释:
FJ有5只奶牛,他们的效率为1,2,3,4,5。他们希望选取效率总和最大的奶牛,但是他不能选取超过2只连续的奶牛。

Sample Output
12
FJ可以选择出了第三只以外的其他奶牛,总的效率为1+2+4+5=12。

考虑一维DP,但是我们很难搞选了哪些,因为状态不足以表示连续了几个。正难则反,考虑不选形成的最小值。枚举i,再枚举j,默认[j+1,i-1]这一段是都选的。那么可得式子如下
f[i]=min(f[j]+a[i])(ij<=k+1)
f[i]只跟f[j]有关,单调队列优化即可。

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#define ll long long
using namespace std;
int n,m,t,w;
int a[100005],id[100005];
ll ans,f[100005],q[100005];
int main()
{
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d",&a[i]);
        ans=ans+a[i];
    }
    t=1;w=1;
    q[1]=id[1]=0;
    for(int i=1;i<=n+1;i++) 
    {
        while(t>0&&i-id[t]>m+1) t++;
        f[i]=q[t]+a[i];
        w++;
        q[w]=f[i];
        id[w]=i;
        while(w>t&&q[w]<q[w-1]) 
        {
            swap(q[w],q[w-1]);
            swap(id[w],id[w-1]);
            w--;
        }
    }
    cout<<ans-f[n+1];
    return 0;
}
题目描述 牛牛和她的朋友们正在玩个有趣的游戏,他们需要构建个有 $n$ 个节点的无向图,每个节点都有个唯的编号并且编号从 $1$ 到 $n$。他们需要从节点 $1$ 到节点 $n$ 找到条最短路径,其中路径长度是经过的边权的和。为了让游戏更有趣,他们决定在图上添加些额外的边,这些边的权值都是 $x$。他们想知道,如果他们添加的边数尽可能少,最短路径的长度最多会增加多少。 输入格式 第行包含两个正整数 $n$ 和 $m$,表示节点数和边数。 接下来 $m$ 行,每行包含三个整数 $u_i,v_i,w_i$,表示条无向边 $(u_i,v_i)$,权值为 $w_i$。 输出格式 输出个整数,表示最短路径的长度最多会增加多少。 数据范围 $2 \leq n \leq 200$ $1 \leq m \leq n(n-1)/2$ $1 \leq w_i \leq 10^6$ 输入样例 #1: 4 4 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 1 5 输出样例 #1: 5 输入样例 #2: 4 3 1 2 1 2 3 2 3 4 3 输出样例 #2: 2 算法 (BFS+最短路) $O(n^3)$ 我们把问题转化下,假设原图中没有添加边,所求的就是点 $1$ 到点 $n$ 的最短路,并且我们已经求出了这个最短路的长度 $dis$。 接下来我们从小到大枚举边权 $x$,每次将 $x$ 加入图中,然后再次求解点 $1$ 到点 $n$ 的最短路 $dis'$,那么增加的最短路长度就是 $dis'-dis$。 我们发现,每次加入个边都需要重求解最短路。如果我们使用 Dijkstra 算法的话,每次加入条边需要 $O(m\log m)$ 的时间复杂度,总的时间复杂度就是 $O(m^2\log m)$,无法通过本题。因此我们需要使用更优秀的算法。 观察到 $n$ 的范围比较小,我们可以考虑使用 BFS 求解最短路。如果边权均为 $1$,那么 BFS 可以在 $O(m)$ 的时间复杂度内求解最短路。那么如果我们只是加入了条边的话,我们可以将边权为 $x$ 的边看做 $x$ 条边的组合,每次加入该边时,我们就在原始图上添加 $x$ 条边,边权均为 $1$。这样,我们就可以使用次 BFS 求解最短路了。 但是,我们不得不考虑加入多条边的情况。如果我们还是将边权为 $x$ 的边看做 $x$ 条边的组合,那么我们就需要加入 $x$ 条边,而不是条边。这样,我们就不能使用 BFS 了。 但是,我们可以使用 Floyd 算法。事实上,我们每次加入边时,只有边权等于 $x$ 的边会发生变化。因此,如果我们枚举边权 $x$ 时,每次只需要将边权等于 $x$ 的边加入图中,然后使用 Floyd 算法重计算最短路即可。由于 Floyd 算法的时间复杂度为 $O(n^3)$,因此总的时间复杂度为 $O(n^4)$。 时间复杂度 $O(n^4)$ 空间复杂度 $O(n^2)$ C++ 代码 注意点:Floyd算法计算任意两点之间的最短路径,只需要在之前的路径基础上加入的边构成的路径进行更即可。
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