【USACO08NOV】奶牛混合起来 Mixed Up Cows(状压+记忆化)

本文探讨了一个基于差值约束的牛选择问题,通过记忆化搜索和暴力搜索两种算法进行求解。问题中,每次选择牛需满足与前一次选择的牛之间的差值大于k的条件。文章提供了详细的代码实现,包括如何避免重复计算和处理特殊情况。

考虑到当前能否选择这头牛 是与上次选哪头牛有关的 因为要满足差值大于k

所以记录一下last 表示选了哪一头牛

然后记忆化一下

有两个坑点
1.注意取绝对值
2.要枚举开头的那头牛 决不能直接dfs(0,0,0) 因为第一头牛与0的差值不一定大于k(或者初始化一下a[0]=-INF也阔以)

这里提供纯暴力 和 记忆化两份代码

暴力
#include<bits/stdc++.h>
#define N 17
using namespace std;
int n,k,a[N],max_state,ans;
void dfs(int state,int last)
{
    if(state==max_state)
    {
        ans++;
        return;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(state&(1<<(i-1)))    continue;
        if(abs(a[i]-a[last])>k) dfs(state|(1<<(i-1)),i);
    }
}
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);cout.tie(NULL);
    cin>>n>>k;
    max_state=(1<<n)-1;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
//  dfs(0,0);
    for(int i=1;i<=n;i++)   dfs(1<<(i-1),i);
    cout<<ans;
    return 0;
} 
记忆化
#include<bits/stdc++.h>
#define N 17
#define int long long
using namespace std;
int n,k,a[N],max_state,ans;
int dp[1<<N][N];
int dfs(int state,int last)
{
    if(state==max_state)    return 1;
    if(dp[state][last]) return dp[state][last];
    int ret=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(state&(1<<(i-1)))    continue;
        if(abs(a[i]-a[last])>k) ret+=dfs(state|(1<<(i-1)),i);
    }
    return dp[state][last]=ret;
}
main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);cout.tie(NULL);
    cin>>n>>k;
    max_state=(1<<n)-1;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)   
        ans+=dfs(1<<(i-1),i);
    cout<<ans;
    return 0;
} 
题目描述 农夫约翰一直在观察他的奶牛们。他注意到,如果在牛群中有太多的牛靠得太近,就会导致不健康的行为和情感问题。 约翰想知道他的牛群是否存在这个问题。他定义这个问题为:在一个固定长度的路段上,如果有两头高度大于等于 $y$ 的奶牛之间的距离小于 $x$,则牛群中就存在一个挤得太近的情况。 约翰有 $N$ 头牛 ($1 \leq N \leq 50,000$),每头牛的高度为 $h_i$ ($1 \leq h_i \leq 1,000,000$)。他想知道是否存在一对牛,使得它们之间的距离小于 $x$,且它们的高度都大于等于 $y$。 输入格式 第一行包含三个整数 $N, L, R$,分别表示牛的数量,路段长度,和问题的最大高度。 接下来 $N$ 行,每行一个整数 $h_i$,表示每头牛的高度。 输出格式 如果存在一对牛,它们之间的距离小于 $x$,且它们的高度都大于等于 $y$,则输出 $1$,否则输出 $0$。 输入样例1 4 6 4 4 4 5 7 输出样例1 1 输入样例2 5 3 3 1 5 5 5 5 输出样例2 0 提示 对于 $30\%$ 的数据,$N \leq 500$。 对于 $100\%$ 的数据,$1 \leq N \leq 50,000$,$1 \leq L \leq 1,000,000$,且 $L \leq R$。 数据范围 时间限制:1.0s,空间限制:256MB 算法1 (暴力枚举) $O(n^2)$ 首先对输入的牛的高度进行排序,之后枚举每头牛,再枚举它后面的每头牛,如果两头牛的高度均大于等于 $y$,且它们之间的距离小于 $x$,则输出 $1$。如果最后仍然没有满足条件的牛,则输出 $0$。 时间复杂度 暴力枚举,时间复杂度为 $O(n^2)$,无法通过此题。 算法2 (滑动窗口) $O(n \log n)$ 为了方便后续操作,我们将所有的牛按照它们的高度从小到大排序。之后,我们维护一个长度为 $L$ 的滑动窗口,它的右端点与左端点之间的距离小于 $x$。我们从左到右扫描每头牛,将它加入滑动窗口的左端点,同时将滑动窗口右移,直到滑动窗口的右端点与左端点之间的距离小于 $x$。 在处理完一头牛之后,我们需要判断滑动窗口中是否存在一对牛,它们的高度均大于等于 $y$,且它们之间的距离小于 $x$。我们可以用双指针来实现这个操作。我们从滑动窗口的左端点开始,向右移动一个指针 $i$,同时向右移动一个指针 $j$,直到 $h_j - h_i \leq x$。在这个过程中,我们需要判断 $h_i$ 和 $h_j$ 是否均大于等于 $y$。如果存在一对牛满足条件,则输出 $1$。如果最后仍然没有满足条件的牛,则输出 $0$。 时间复杂度 因为需要对所有的牛进行排序,所以时间复杂度为 $O(n \log n)$。 C++ 代码 算法3 (暴力优化) $O(n \log n)$ 首先对输入的牛的高度进行排序,之后枚举每头牛。如果当前牛的高度小于 $y$,则跳过这头牛。否则,我们从它的左边和右边各扩展出一个长度为 $x$ 的区间。如果这两个区间内的牛的数量均大于等于 $2$,且这两个区间中任意两头牛的高度均大于等于 $y$,则输出 $1$。 时间复杂度 因为需要对所有的牛进行排序,所以时间复杂度为 $O(n \log n)$。 C++ 代码
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