BZOJ 2321 BeiJing2011集训 星器

本文介绍了一种解决特定矩阵操作问题的方法,通过计算星在矩阵中移动时产生的魔力来解决问题。定义了星的势能,并证明了操作前后势能的变化与产生的魔力之间的关系。

题目大意:给定一个矩阵,定义一个操作:

选择两个同一行或同一列不相邻的点,将这两个点上各一个星向中间移动一位,产生魔力为两点间距离-1,求始态到终态的产生魔力

定义一个星的势能为这个点到原点的欧几里得距离的平方

即一个在(i,j)位置上的星的势能为i*i+j*j

假如一次操作之前两个星的位置为(i,j)和(i,k),其中j+2<=k

那么操作之前两个星的势能和为i*i+j*j+i*i+k*k

操作后两个星的位置为(i,j+1)和(i,k-1) 

势能和为i*i+(j+1)*(j+1)+i*i+(k-1)*(k-1)

E前-E后=2*k-2*j-2=2*(k-j-1)

而k-j-1恰好是此次操作所释放的势能

于是我们计算初末势能之差,除以2即是答案

真是奇葩的做法。。。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int m,n;
long long e1,e2;
int main()
{
	int i,j,x;
	cin>>m>>n;
	for(i=1;i<=m;i++)
		for(j=1;j<=n;j++)
			scanf("%d",&x),e1+=(i*i+j*j)*x;
	for(i=1;i<=m;i++)
		for(j=1;j<=n;j++)
			scanf("%d",&x),e2+=(i*i+j*j)*x;
	cout<<(e1-e2>>1)<<endl;
}


### 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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