5.3/4每日一题——SVEMIR

本文介绍如何利用Prim算法和克鲁斯卡尔算法优化策略,通过排序和并查集技巧,解决太空帝国中星球间的隧道连通问题,以最小成本完成N-1条隧道的构建。

题意:

太空帝国要通过建造隧道来联通它的 N 个星球。

每个星球用三维坐标(xi​,yi​,zi​) 来表示,而在两个星球 A,B之间建造隧道的价格为

min{∣xA​−xB​∣,∣yA​−yB​∣,∣zA​−zB​∣}。

现要建造 N-1条隧道使得所有的星球都能直接或间接相连。求完成该任务所需的最小总价。

思路:

首先把题意理解清楚就是,对n个点要建n-1条边然后完成全部相连,这不一最小生成树吗,脑子里就两个算法,克鲁斯卡尔和普罗米。

Prim 算法

n^2的复杂度,实现起来就是在一个无向图,在图中选择若干条边把图的所有节点连起来。要求边长之和最小。在图论中,叫做求最小生成树。

而实现起来就像是迪杰斯特拉,但是有不一样的地方。

注意上述两个伪算法的差别只在于最后循环体内的松弛操作。

  1. 最小生成树只关心所有边的和最小,所以有v.key = w(u, v),即每个点直连其他点的最小值(最多只有两个节点之间的权值和)
  2. 最短路径树只搜索权值最小,所以有v.key = w(u, v) + u.key,即每个点到其他点的最小值(最少是两个节之间的权值和)

然后复杂度大概是n^{2}

Kruskal算法

方法:并查集,每次将两个集合找最小边合并找最小值即可。

时间复杂度: O(nlogn)看上去是比较可行的,1e5不会t!盘他

接下来思考如何建边,再观察边权,两个点之间的边权居然是它们同系坐标里的最小值,那如果每个点都去暴力的求三维的边理应会有\frac{n*(n-1)}{2}条边,显然直接爆炸了,不可行,因为每次两个点相连其实只用到了一条边,所以思考如何优化?

所以我们可以以三维来排序,一共排三次,每次排完都将相邻的两个点连一条边。如果我们使用了不符合题设的边作为答案,那么它一定可以被符合题设的边替代。

那么为啥排序后相邻的两个点一定最优呢?其实不难想用贪心的思考方式,排序之后假设只看x轴

当然x1--->x2---->x3,如果需要连他们肯定是连x1和x2或者x2和x3,而不是选择x1和x3,这样边就可以省略了,每个坐标系都这么做,就只需要建最多3*n条边即可!

接下来就直接上克鲁斯卡尔的板子就行,需要注意的是这里有3*n条边,当n-1条边完成时,最小生成树已经建立完毕,直接跳出。

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;


const int maxn=3e5+100;
int tot,n;

struct node {
    int id;
    long long len;
    bool operator<(const node &a){
        return len<a.len;
    }
}x[maxn],y[maxn],z[maxn];

struct edge
{
    long long dis;
    int u,v;
	bool operator < (const edge &x)const
	{
		return dis<x.dis;
	}
}e[5*maxn];

void add(int i,int j)
{
    e[++tot].dis=abs(x[i].len-x[j].len);
    e[tot].u=x[i].id; e[tot].v=x[j].id;

    e[++tot].dis=abs(y[i].len-y[j].len);
    e[tot].u=y[i].id; e[tot].v=y[j].id;

    e[++tot].dis=abs(z[i].len-z[j].len);
    e[tot].u=z[i].id; e[tot].v=z[j].id;
}

int f[100010];
int findx(int x)
{
	if(x==f[x]) return x;
	else return f[x]=findx(f[x]);
}

void kruskal()
{
    long long  res=0,cnt=0;
    sort(e+1,e+tot+1);//排序所有边
    for(int i=0;i<=n;i++) f[i]=i;//初始化并查集

    for(int i=1;i<=tot;i++)//从小到大枚举所有边
    {
        int a=e[i].u,b=e[i].v;
        long long w=e[i].dis;
        a=findx(a),b=findx(b);
//        cout<<a<<" "<<b<<endl;
        if(a!=b) //如果a和b不连通,集合里加入这条边
        {
            res+=w;//最小生成树中所有边的和
            f[a]=b;
            cnt++;
            if(cnt==n-1) break;
        }
//        cout<<res<<" "<<cnt<<" "<<n-1<<endl;
    }
    cout<<res<<endl;
}

int main()
{
    int i,j;
    cin>>n;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        cin>>x[i].len>>y[i].len>>z[i].len;
        x[i].id=i;y[i].id=i;z[i].id=i;
    }
    sort(x,x+n);sort(y,y+n);sort(z,z+n);
    for(i=0;i<n-1;i++)
    {
        add(i,i+1);
    }
    kruskal();
//    for(i=1;i<=tot;i++)
//    {
//        cout<<f[i]<<endl;
//    }
    return 0;
}

<think> 我们正在解决ESP32在ESP-IDF v5.3环境下出现的I2C驱动冲突问题,错误信息为: &#39;E (1100) i2c: CONFLICT! driver_ng is not allowed to be used with this old driver&#39; 根据引用[1][2]的描述,该错误是由于在同一个I2C端口上同时使用了新旧两种驱动(legacy driver和新版driver_ng)导致的。 ESP-IDF v5.x版本引入了新的I2C驱动(称为driver_ng),并逐步废弃旧驱动(legacy driver)。但在项目中,可能有一部分代码(比如第三方组件)仍在使用旧版驱动,而另一部分代码使用了新版驱动,从而造成冲突。 解决思路: 1. 确保整个项目统一使用同一个版本的I2C驱动(推荐使用新版driver_ng)。 2. 检查并更新所有使用旧版I2C驱动的组件。 具体步骤: 步骤1:检查项目中的I2C驱动使用情况 - 查找所有使用旧版I2C驱动的代码。旧版驱动主要使用`i2c_driver_install`、`i2c_cmd_link_create`等函数(位于`driver/i2c.h`),而新版驱动使用`i2c_new_master_bus`等函数(位于`driver/i2c_master.h`)。 - 特别注意:一些第三方组件(如传感器驱动库)可能还在使用旧版驱动。 步骤2:统一使用新版I2C驱动(推荐) a. 在代码中,将所有使用旧版I2C驱动的部分替换为新版驱动。 示例旧版驱动代码: #include "driver/i2c.h" i2c_config_t conf = {...}; i2c_param_config(I2C_PORT, &conf); i2c_driver_install(I2C_PORT, conf.mode, 0, 0, 0); 替换为新版驱动(参考官方示例): #include "driver/i2c_master.h" i2c_master_bus_config_t bus_cfg = { .clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT, .i2c_port = I2C_PORT, .scl_io_num = I2C_SCL_PIN, .sda_io_num = I2C_SDA_PIN, .glitch_ignore_cnt = 7, }; i2c_master_bus_handle_t bus_handle; ESP_ERROR_CHECK(i2c_new_master_bus(&bus_cfg, &bus_handle)); b. 对于设备驱动(如传感器),需要使用新版驱动提供的API来创建设备: i2c_device_config_t dev_cfg = { .dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7, .device_address = SENSOR_ADDR, .scl_speed_hz = 100000, }; i2c_master_dev_handle_t dev_handle; ESP_ERROR_CHECK(i2c_master_bus_add_device(bus_handle, &dev_cfg, &dev_handle)); c. 读写操作使用新版API: // 写数据 uint8_t write_buf[] = {0x01, 0x02}; ESP_ERROR_CHECK(i2c_master_transmit(dev_handle, write_buf, sizeof(write_buf), -1)); // 读数据 uint8_t read_buf[2]; ESP_ERROR_CHECK(i2c_master_receive(dev_handle, read_buf, sizeof(read_buf), -1)); 步骤3:更新第三方组件(如果它们使用了旧版驱动) - 如果项目使用了第三方组件(如小智语音识别组件),需要检查其是否支持新版驱动。如果不支持,尝试更新组件版本,或者联系组件维护者更新。 - 在组件中,可能需要在`CMakeLists.txt`或`component.mk`中设置依赖,确保使用正确的驱动版本。 步骤4:如果确实需要同时使用新旧驱动(不推荐,但可能用于过渡) - 在menuconfig中启用兼容模式(但该选项在v5.x中可能已移除)。 - 注意:官方不推荐同时使用,因为这会增加资源消耗且不稳定。 步骤5:清理与重新编译 - 执行`idf.py fullclean`,然后重新编译下载。 引用[3]中提到,在旧版驱动中,如果连续调用i2c_master_write_to_device()和i2c_master_write_read_device()可能会返回错误(例如i2c_master_cmd_begin返回-1),这通常是由于I2C总线资源未正确释放或超时设置问题。而在新版驱动中,由于API设计更加清晰,这类问题会减少。 如果问题仍然存在,请检查: - 是否所有I2C操作都使用了新版API? - 是否有多个任务同时访问同一个I2C总线?新版驱动提供了线程安全的API,但需要确保在同一个总线上添加的设备使用同一个总线句柄。 最后,建议参考官方文档中关于I2C驱动的迁移指南: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/migration-guides/release-5.x/driver-migration.html#i2c 通过以上步骤,应该可以解决I2C驱动冲突问题。 </think> ### ESP32 ESP-IDF v5.3 I2C驱动冲突解决方案 #### 错误分析 报错信息 `E (1100) i2c: CONFLICT! driver_ng is not allowed to be used with this old driver` 表示项目中同时存在新旧两个版本的I2C驱动: 1. **新驱动**:`driver_ng`(ESP-IDF v5.x引入的下一代驱动) 2. **旧驱动**:传统I2C驱动(ESP-IDF v4.x及更早版本) 3. **冲突原因**:项目中的某些组件(如小智语音识别)使用了旧版驱动API,而其他部分使用了新版API[^1][^2] #### 解决步骤 ##### 1. 统一驱动版本(推荐) ```c /* 将项目中所有I2C初始化统一为新版API */ #include "driver/i2c_master.h" // 使用新版驱动头文件 i2c_master_bus_config_t bus_cfg = { .clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT, .i2c_port = I2C_NUM_0, .scl_io_num = GPIO_NUM_18, .sda_io_num = GPIO_NUM_19, .glitch_ignore_cnt = 7, }; i2c_master_bus_handle_t bus_handle; ESP_ERROR_CHECK(i2c_new_master_bus(&bus_cfg, &bus_handle)); // 新版初始化 ``` ##### 2. 更新第三方组件 ```bash # 更新小智语音识别等第三方组件 cd components rm -rf xiaozhi_recognizer # 删除旧组件 git clone https://github.com/espressif/esp-sr.git --recursive ``` ##### 3. 检查组件兼容性 在项目根目录执行: ```bash idf.py menuconfig ``` 导航至: ``` Component config → Driver configurations → I2C driver → [ ] Enable legacy I2C driver (取消勾选) [*] Enable new I2C driver (勾选) ``` ##### 4. 迁移旧代码(如果必须保留) ```c /* 旧版代码(需迁移) */ #include "driver/i2c.h" i2c_config_t conf = { ... }; i2c_param_config(I2C_NUM_0, &conf); i2c_driver_install(I2C_NUM_0, I2C_MODE_MASTER, 0, 0, 0); /* 迁移为等价新版代码 */ i2c_device_config_t dev_cfg = { .dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7, .device_address = 0x68, .scl_speed_hz = 100000, }; i2c_master_dev_handle_t dev_handle; i2c_master_bus_add_device(bus_handle, &dev_cfg, &dev_handle); ``` #### 关键验证 1. **驱动独占性检查**: ```c // 确保所有I2C操作使用同一总线句柄 ESP_ERROR_CHECK(i2c_master_transmit(dev_handle, data, len, -1)); ``` 2. **错误处理优化**(解决引用[3]的问题): ```c esp_err_t ret = i2c_master_transmit(dev_handle, ...); if(ret != ESP_OK) { ESP_LOGE("I2C", "传输失败: 0x%x %s", ret, esp_err_to_name(ret)); // 添加总线恢复代码 i2c_bus_reset(bus_handle); } ``` #### 预防措施 1. **组件版本控制**: ```bash # 在CMakeLists.txt中指定组件版本 set(EXTRA_COMPONENT_DIRS components/esp-sr@v1.5.0) ``` 2. **驱动兼容层**(过渡方案): ```c #if ESP_IDF_VERSION >= ESP_IDF_VERSION_VAL(5, 0, 0) #include "driver/i2c_master.h" #else #include "driver/i2c.h" #endif ``` 3. **API使用统计**: ```bash # 检查项目中旧版API使用情况 grep -r "i2c_driver_install" ./main grep -r "i2c_cmd_link_create" ./components ``` > **重要提示**:ESP-IDF v5.x已弃用旧版驱动,建议尽快完成迁移[^1][^2]
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