树规? bzoj4007 战争调度

本文介绍了一个基于完全二叉树结构的王国战争调度问题。国王需要合理安排平民参与战争或耕种,同时指定贵族的职责以最大化整体贡献度。文章详细阐述了解决方案的算法流程,包括动态规划的应用及暴力深度优先搜索。

4007: [JLOI2015]战争调度

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Description

脸哥最近来到了一个神奇的王国,王国里的公民每个公民有两个下属或者没有下属,这种
关系刚好组成一个 n 层的完全二叉树。公民 i 的下属是 2 * i 和 2 * i +1。最下层的公民即叶子
节点的公民是平民,平民没有下属,最上层的是国王,中间是各级贵族。现在这个王国爆发了
战争,国王需要决定每一个平民是去种地以供应粮食还是参加战争,每一个贵族(包括国王自
己)是去管理后勤还是领兵打仗。一个平民会对他的所有直系上司有贡献度,若一个平民 i 参
加战争,他的某个直系上司 j 领兵打仗,那么这个平民对上司的作战贡献度为 wij。若一个平民
i 种地,他的某个直系上司 j 管理后勤,那么这个平民对上司的后勤贡献度为 fij,若 i 和 j 所
参加的事务不同,则没有贡献度。为了战争需要保障后勤,国王还要求不多于 m 个平民参加
战争。国王想要使整个王国所有贵族得到的贡献度最大,并把这件事交给了脸哥。但不幸的是,
脸哥还有很多 deadline 没有完成,他只能把这件事又转交给你。你能帮他安排吗?
Input

第一行两个数 n;m。接下来 2^(n-1) 行,每行n-1 个数,第 i 行表示编号为 2^(n-1)-1+ i 的平民对其n-1直系上司的作战贡献度,其中第一个数表示对第一级直系上司,即编号为 (2^(n-1)-1+ i)/2 的贵族的作战贡献度 wij,依次往上。接下来 2^(n-1)行,每行n-1个数,第i行表示编号为 2^(n-1)-1+ i的平民对其n-1个直系上司的后勤贡献度,其中第一个数表示对第一级直系上司,即编号为 (2^(n-1)-1+ i)/2 的贵族的后勤贡献度 fij ,依次往上。

Output

一行一个数表示满足条件的最大贡献值

Sample Input

3 4

503 1082

1271 369

303 1135

749 1289

100 54

837 826

947 699

216 389
Sample Output

6701
HINT

对于 100% 的数据,2 <= n <= 10,m <= 2n 1,0 <= wij ;fij <= 2000

其实说是树规,不如说是暴力dfs。f[i][j]点i下辖的平民有j个参加战争时对i的最大贡献。
我们枚举每一个点的状态(后勤,战争)枚举到平民,很容易就计算出f[i][0]和f[i][1]了。之后对于每个贵族(非叶子节点)可以枚举他左右儿子各有多少个下辖平民去战争,加和来更新最大值。
但我为什么说是暴力深搜呢。。。在父亲节点时,要把两个儿子干什么都要枚举一遍(共四种情况)分别计算答案,并且每次搜到这个节点之前要把对应的f数组清空(当前的答案与之前无关)所以真的很暴力。。
因为到叶子结点时所有父亲的状态都确定了,而这个叶子玄哪一者的贡献也就确定了。但是选哪个最优并不能确定,所以这样就可以解决了。

#pragma GCC optimize("O3")
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define N 50005
#define inf 1000000000
using namespace std;
int read()
{
    int sum=0,f=1;char x=getchar();
    while(x<'0'||x>'9'){if(x=='-')f=-1;x=getchar();}
    while(x>='0'&&x<='9'){sum=(sum<<1)+(sum<<3)+x-'0';x=getchar();}
    return sum*f;
}
int n,m,ans,s,xp[15],f[3000][3000],a[2000][12],b[2000][12],sz[3000];
void dfs(int x,int t)
{
    if(x>=xp[n-1])
    {
        f[x][1]=f[x][0]=0;sz[x]=1;
        for(int i=1;i<n;i++)
            if(t&xp[i])f[x][1]+=a[x][i];
            else f[x][0]+=b[x][i];
        return;
    }
    memset(f[x],0,sizeof(f[x]));
    dfs(x*2,t<<1);dfs(x*2+1,t<<1);
    sz[x]=sz[x*2]+sz[x*2+1];
    for(int i=0;i<=min(m,sz[x]);i++)
        for(int j=0;j<=i;j++)
            f[x][i]=max(f[x][i],f[x*2][j]+f[x*2+1][i-j]);
    dfs(x*2+1,t<<1|1);
    for(int i=0;i<=min(m,sz[x]);i++)
        for(int j=0;j<=i;j++)
            f[x][i]=max(f[x][i],f[x*2][j]+f[x*2+1][i-j]);
    dfs(x*2,t<<1|1);
    for(int i=0;i<=min(m,sz[x]);i++)
        for(int j=0;j<=i;j++)
            f[x][i]=max(f[x][i],f[x*2][j]+f[x*2+1][i-j]);
    dfs(x*2+1,t<<1);
    for(int i=0;i<=min(m,sz[x]);i++)
        for(int j=0;j<=i;j++)
            f[x][i]=max(f[x][i],f[x*2][j]+f[x*2+1][i-j]);
}
int main()
{
    n=read();m=read();
    xp[0]=1;for(int i=1;i<=n;i++)xp[i]=xp[i-1]*2;
    for(int i=1;i<=xp[n-1];i++)
        for(int j=1;j<n;j++)
            a[xp[n-1]-1+i][j]=read();
    for(int i=1;i<=xp[n-1];i++)
        for(int j=1;j<n;j++)
            b[xp[n-1]-1+i][j]=read();
    dfs(1,1);
    for(int i=0;i<=m;i++)ans=max(ans,f[1][i]);
    dfs(1,0);
    for(int i=0;i<=m;i++)ans=max(ans,f[1][i]);
    cout<<ans;
}
题目描述 有一个 $n$ 个点的棋盘,每个点上有一个数字 $a_i$,你需要从 $(1,1)$ 走到 $(n,n)$,每次只能往右或往下走,每个格子只能经过一次,路径上的数字和为 $S$。定义一个点 $(x,y)$ 的权值为 $a_x+a_y$,求所有满足条件的路径中,所有点的权值和的最小值。 输入格式 第一行一个整数 $n$。 接下来 $n$ 行,每行 $n$ 个整数,表示棋盘上每个点的数字。 输出格式 输出一个整数,表示所有满足条件的路径中,所有点的权值和的最小值。 数据范围 $1\leq n\leq 300$ 输入样例 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 输出样例 25 算法1 (树形dp) $O(n^3)$ 我们可以先将所有点的权值求出来,然后将其看作是一个有权值的图,问题就转化为了在这个图中求从 $(1,1)$ 到 $(n,n)$ 的所有路径中,所有点的权值和的最小值。 我们可以使用树形dp来解决这个问题,具体来说,我们可以将这个图看作是一棵树,每个点的父节点是它的前驱或者后继,然后我们从根节点开始,依次向下遍历,对于每个节点,我们可以考虑它的两个儿子,如果它的两个儿子都被遍历过了,那么我们就可以计算出从它的左儿子到它的右儿子的路径中,所有点的权值和的最小值,然后再将这个值加上当前节点的权值,就可以得到从根节点到当前节点的路径中,所有点的权值和的最小值。 时间复杂度 树形dp的时间复杂度是 $O(n^3)$。 C++ 代码 算法2 (动态规划) $O(n^3)$ 我们可以使用动态规划来解决这个问题,具体来说,我们可以定义 $f(i,j,s)$ 表示从 $(1,1)$ 到 $(i,j)$ 的所有路径中,所有点的权值和为 $s$ 的最小值,那么我们就可以得到如下的状态转移方程: $$ f(i,j,s)=\min\{f(i-1,j,s-a_{i,j}),f(i,j-1,s-a_{i,j})\} $$ 其中 $a_{i,j}$ 表示点 $(i,j)$ 的权值。 时间复杂度 动态规划的时间复杂度是 $O(n^3)$。 C++ 代码
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