BZOJ2321 [BeiJing2011集训]星器 能量守恒定律

本文介绍了一种新颖的方法来解决一个特定问题:如何通过计算星之器在给定方格内的势能变化来确定可获得的最大魔力值。通过将问题转化为能量守恒的形式,实现了高效准确的解答。

题目大意:给定n*m的方格,每个格子中有一些“星之器”,可以移动同一行或同一列的不相邻两个星之器,使它们互相向对方的方向移动一格,这个过程中会获得“它们原本隔着的格子数量”数值的魔力。给出初末状态,求获得魔力最大值
n,m<=200,每个格子中数量<=1000,保证合法
题解神思路,给跪了。设每个星之器的势能为横纵坐标平方和,则每次移动所获得的魔力即为势能变化量的一半,直接初末状态能量守恒即可。并且由此看出,能获得的魔力是定值,故无所谓最大量(这干扰配上这数据范围丧心病狂)
在此膜拜不看题解写出来的神犇。。。

#include<cstdio>
#define rep(i,n) for(int i=1;i<=n;++i)
#define cin(x) scanf("%d",&x)
#define gm 201
using namespace std;
int n,m;
int a[gm][gm],v;
long long sum=0;
int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    rep(i,n) rep(j,m) cin(a[i][j]);
    rep(i,n) rep(j,m) cin(v),sum+=(long long)(a[i][j]-v)*(i*i+j*j);
    printf("%lld\n",sum>>1);
    return 0;
}
### 题目内容 有一个球形空间产生能够在n维空间中产生一个坚硬的球体。现在被困在了这个n维球体中,仅知道球面上n + 1个点的坐标,需要以最快的速度确定这个n维球体的球心坐标,以便于摧毁这个球形空间产生[^1][^2]。 ### 解题思路 - **原理依据**:根据球心的定义,球心到球面上任意一点距离都相等。设球心坐标为\((x_1,x_2,\cdots,x_n)\),球面上一点坐标为\((a_1,a_2,\cdots,a_n)\),两点距离公式为\(dist = \sqrt{(x_1 - a_1)^2+(x_2 - a_2)^2+\cdots+(x_n - a_n)^2}\)。 - **构建方程**:设球面上\(n + 1\)个点的坐标分别为\((a_{i1},a_{i2},\cdots,a_{in})\),\(i = 1,2,\cdots,n + 1\)。以第一个点和其他点为例,根据球心到各点距离相等,可得: \((x_1 - a_{11})^2+(x_2 - a_{12})^2+\cdots+(x_n - a_{1n})^2=(x_1 - a_{21})^2+(x_2 - a_{22})^2+\cdots+(x_n - a_{2n})^2\) 展开式子: \(x_1^2 - 2a_{11}x_1+a_{11}^2+x_2^2 - 2a_{12}x_2+a_{12}^2+\cdots+x_n^2 - 2a_{1n}x_n+a_{1n}^2=x_1^2 - 2a_{21}x_1+a_{21}^2+x_2^2 - 2a_{22}x_2+a_{22}^2+\cdots+x_n^2 - 2a_{2n}x_n+a_{2n}^2\) 消去\(x_1^2,x_2^2,\cdots,x_n^2\)后可得: \(2(a_{21}-a_{11})x_1 + 2(a_{22}-a_{12})x_2+\cdots+2(a_{2n}-a_{1n})x_n=a_{21}^2 - a_{11}^2+a_{22}^2 - a_{12}^2+\cdots+a_{2n}^2 - a_{1n}^2\) 同理,用第一个点和第\(i\)个点\((i = 3,\cdots,n + 1)\)可得到\(n\)个线性方程,构成一个\(n\)元一次方程组。 - **求解方程组**:使用高斯消元法求解这个\(n\)元一次方程组,得到的解就是球心的\(n\)维坐标。 ### 代码实现 ```python n = int(input()) points = [] for _ in range(n + 1): points.append(list(map(float, input().split()))) # 构建方程组的系数矩阵和常数项 a = [[0] * (n + 1) for _ in range(n)] b = [0] * n for i in range(n): for j in range(n): a[i][j] = 2 * (points[i + 1][j] - points[0][j]) b[i] += points[i + 1][j] ** 2 - points[0][j] ** 2 # 高斯消元 for i in range(n): # 选主元 max_row = i for j in range(i + 1, n): if abs(a[j][i]) > abs(a[max_row][i]): max_row = j a[i], a[max_row] = a[max_row], a[i] b[i], b[max_row] = b[max_row], b[i] # 消元 for j in range(i + 1, n): factor = a[j][i] / a[i][i] for k in range(i, n): a[j][k] -= factor * a[i][k] b[j] -= factor * b[i] # 回代求解 x = [0] * n for i in range(n - 1, -1, -1): s = 0 for j in range(i + 1, n): s += a[i][j] * x[j] x[i] = (b[i] - s) / a[i][i] # 输出结果 print(" ".join(map(lambda num: "{:.3f}".format(num), x))) ```
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