【codevs1378】选课 树形DP

题目描述 Description

学校实行学分制。每门的必修课都有固定的学分,同时还必须获得相应的选修课程学分。学校开设了N(N<300)门的选修课程,每个学生可选课程的数量M是给定的。学生选修了这M门课并考核通过就能获得相应的学分。

  在选修课程中,有些课程可以直接选修,有些课程需要一定的基础知识,必须在选了其它的一些课程的基础上才能选修。例如《Frontpage》必须在选修了《Windows操作基础》之后才能选修。我们称《Windows操作基础》是《Frontpage》的先修课。每门课的直接先修课最多只有一门。两门课也可能存在相同的先修课。每门课都有一个课号,依次为1,2,3,…。 例如:

【详见图片】
表中1是2的先修课,2是3、4的先修课。如果要选3,那么1和2都一定已被选修过。   你的任务是为自己确定一个选课方案,使得你能得到的学分最多,并且必须满足先修课优先的原则。假定课程之间不存在时间上的冲突。

http://codevs.cn/media/image/problem/1378.jpg

输入描述 Input Description

输入文件的第一行包括两个整数N、M(中间用一个空格隔开)其中1≤N≤300,1≤M≤N。
以下N行每行代表一门课。课号依次为1,2,…,N。每行有两个数(用一个空格隔开),第一个数为这门课先修课的课号(若不存在先修课则该项为0),第二个数为这门课的学分。学分是不超过10的正整数。

输出描述 Output Description

输出文件只有一个数,实际所选课程的学分总数。

样例输入 Sample Input

7 4
2 2
0 1
0 4
2 1
7 1
7 6
2 2

样例输出 Sample Output

13

数据范围及提示 Data Size & Hint

各个测试点1s


刚学了多叉转二叉……我怎么这么弱……

设dp[u][v]为以u为子树,可以选v门课的最大值。

然后就是对左子树分i个,右子树分v-i-1个,选u的答案

和不选左子树,不选u,选右子树的答案,取max

【代码这么这么短…

【分组背包什么鬼

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;

const int SZ = 5010;

int n,m;
int ch[SZ][2],w[SZ];
int dp[SZ][SZ];

int dfs(int u,int v)
{
    if(u == 0) return 0;
    if(dp[u][v]) return dp[u][v];
    for(int i = 0;i <= v - 1;i ++)
        dp[u][v] = max(dp[u][v],w[u] + dfs(ch[u][0],i) + dfs(ch[u][1],v - i - 1));
    dp[u][v] = max(dp[u][v],dfs(ch[u][1],v));
    return dp[u][v];
}

int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i = 1;i <= n;i ++)
    {
        int fa;
        scanf("%d%d",&fa,&w[i]);
        if(ch[fa][0]) 
            ch[i][1] = ch[fa][0];
        ch[fa][0] = i;
    }
    printf("%d",dfs(ch[0][0],m));
    return 0;
}

### 关于选课问题的树形动态规划算法 #### 定义状态 定义 `dp[u][k]` 表示以节点 u 为根的子树中选择 k 门课程所能获得的最大学分。这里,u 是当前考虑的课程编号,而 k 则是从该课程及其后续依赖课程中选出的数量。 #### 初始化 初始化时,对于每一个叶子结点 v (即没有其他课程作为其前置条件),设置 `dp[v][0]=0, dp[v][1]=credit_v`,其中 credit_v 表示完成第v门课程可以获得的学分数[^1]。 #### 状态转移方程 当处理非叶节点 u 时,假设已经计算好了所有直接子节点的状态,则可以通过枚举分配给各个子树中的课程数量来进行更新: \[ \text{for } i=1\sim m_u,\quad \text{for } j=1\sim min(k-1,sum_{child(u)}) : \\ dp[u][i+j]\leftarrow max(dp[u][i+j],dp[u][i]+dp[child(u)][j]) \] 这里的 \(m_u\) 表示可以自由支配的选择数目(通常等于1加上剩余可选但未被占用的位置),\(sum_{child(u)}\) 表示所有孩子节点对应的子树大小之和[^2]。 #### 构建图结构并求解 构建一张有向无环图(DAG), 其中边的方向代表了先修关系;接着采用拓扑排序或者深度优先遍历(DFS)的方式自底向上地填充 DP 数组直到得到最终答案。 ```cpp #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int MAXN = ...; // Define according to problem constraints int n,m; vector<int> adj[MAXN]; pair<int,int> credits[MAXN]; // {pre_req, score} int dp[MAXN][MAXM]; void dfs(int node){ if(adj[node].empty()){ dp[node][0]=0; dp[node][1]=credits[node].second; return ; } for(auto child : adj[node]){ dfs(child); for(int i=m;i>=0;i--){ for(int j=0;j<=min(i-1,(int)adj[node].size());++j){ dp[node][i]=max(dp[node][i], dp[node][i-j]+dp[child][j]); } } } // Add current course's credit when choosing it. for(int i=1;i<=m;++i) dp[node][i]+=credits[node].second; } // Main function calls... ``` 此代码片段展示了如何通过 DFS 来解决这个问题,并利用二维数组存储中间结果以便回溯最优路径。
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