5.16 每日一题 邮递员送信

本文介绍了一道使用迪杰斯特拉算法解决的邮递员问题,问题涉及单向边的城市道路网络。作者提出了两种方法来构建反向边,并提供了朴素版迪杰斯特拉算法的实现,以找出邮递员送完所有包裹并返回邮局的最短时间。

题目描述

有一个邮递员要送东西,邮局在节点 1。他总共要送 n−1 样东西,其目的地分别是节点 2 到节点 n。由于这个城市的交通比较繁忙,因此所有的道路都是单行的,共有 m 条道路。这个邮递员每次只能带一样东西,并且运送每件物品过后必须返回邮局。求送完这 n−1 样东西并且最终回到邮局最少需要的时间。

输入格式

第一行包括两个整数,nn 和 mm,表示城市的节点数量和道路数量。

第二行到第 (m+1)行,每行三个整数,u,v,w表示从 u 到 v 有一条通过时间为 w 的道路。

输出格式

输出仅一行,包含一个整数,为最少需要的时间。

思路:

dijkstra的裸题吧。难点关键在如何返回,一开始比较直观的想不就*2不就行了,然后一看题我擦单向边,继续思考如何建图(查看题解),原来建个反图即可,那么建反图有几种方法。

1.输入的时候开个三维的数组,第一维只有01两种情况,0表示正,1表示反,再存边的情况就行了

2.把边反转一下,第一层循环枚举起点1---n,第二次循环枚举终点:起点+1---n。然后反转一下即可,一开始没想明白,后面发现真牛逼,不过谷题解代码太难看了,贴一下自己的~

还有因为点比较少,没必要用堆优化的迪杰斯特拉,朴素版的即可,领接矩阵存一下边就行了

#include<bits/stdc++.h>

#define bug(a) cout<<"bug1 : "<<a<<endl;
#define bugg(a,b) cout<<"bug2 : "<<a<<" "<<b<<endl;

using namespace std;

const int maxn=1e3+10;
int e[maxn][maxn];
int dis[maxn];
bool vis[maxn];
int n,m;

void dijstra()
{
    memset(dis,0x3f,sizeof dis);
    memset(vis,0,sizeof vis);
    dis[1]=0;
    int i,j;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        int t=-1;
        for(j=1;j<=n;j++)
        {
            if(vis[j]==0&&(t==-1||dis[j]<dis[t]))
            {
                t=j;
            }
        }
        vis[t]=1;
        for(j=1;j<=n;j++)
        {
            dis[j]=min(dis[j],dis[t]+e[t][j]);
        }
    }
}
int main()
{
    int i,j,t,u,v,w;
    cin>>n>>m;
    memset(e,0x3f,sizeof e);
    for(i=0;i<m;i++)
    {
        cin>>u>>v>>w;
        e[u][v]=min(e[u][v],w);
    }
    dijstra();
    int ans=0;
    for(i=2;i<=n;i++)
    {
        ans+=dis[i];
    }

    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        for(j=i+1;j<=n;j++)
        {
            swap(e[i][j],e[j][i]);
        }
    }

    dijstra();
    for(i=2;i<=n;i++)
    {
        ans+=dis[i];
    }
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}

<think>首先,用户的问题是:“我想理解s5.16表示的数值格式请问s5.16数值表示方式详解”。我需要解释s5.16数值格式。s5.16格式通常用于定点数表示。s表示有符号(signed),5表示整数部分的位数,16表示小数部分的位数。所以,s5.16是一个有符号定点数格式,总位数为5+16 =21位。在定点数表示中,数值被分为整数部分和小数部分。s5.16意味着:-符号位:通常包含在整数部分中,所以整数部分有5位,包括符号位。 -小数部分:16位。 标准定点数格式中,总位数包括符号位。对于s5.16,总位数为21位(5位整数+16位小数),但整数部分包括符号位。更准确地说,sN.M表示:-符号位:1位-整数位:N位(包括符号位?不,通常N是整数部分的位数,不包括符号位?我需要澄清。)在数字信号处理中,s5.16通常意味着: -总位宽:21位-格式:有符号,Q格式,其中Q1.16或类似,但s5.16指定整数和小数部分。 标准Q格式:Qm.n,其中m是整数位(包括符号位),n是小数位。所以s5.16可能等同于Q5.16,表示:-符号位:1位(隐含在整数部分) -整数位:4位(因为总整数位5位包括符号位) -小数位:16位更精确地说: -总位宽:21位-范围:整数部分有5位(包括符号位),所以整数范围是 -16到15(因为2^4=16,符号位)。 -小数部分:16位,提供2^{-16}的分辨率。数值计算:对于一个二进制数,其值可以表示为: 值= (-1)^s* (整数部分+小数部分/2^{16})其中s是符号位。例如,假设一个21位二进制数:b20b19... b0,其中:- b20是符号位(最高位) -b19到b16是整数位(4位) -b15到b0是小数位(16位)那么值= (-1)^{b20}* (b19*2^3+ b18*2^2 +b17*2^1+ b16*2^0 +b15*2^{-1} +... +b0*2^{-16}) 在s5.16中,5位整数包括符号位,所以:-符号位:1位-整数位:4位(无符号整数) -小数位:16位所以最大正数:符号位0,整数位全1(15),小数位全1,值=15 +(2^{16}-1)/2^{16} ≈15.999984741210938最小负数:符号位1,整数位全1(-16?在二进制补码中)在二进制补码表示中,负数是通过补码表示的。所以对于s5.16,它是一个21位二进制补码数,其中小数点是固定的,在整数部分之后。 因此,数值范围:-最小:-2^{20} /2^{16} =-2^{4} =-16(因为总位21位,符号位后20位,但小数点在位16后)更准确:总位宽21位,小数位16位,所以整数位5位(包括符号位),在二进制补码中:-最小可表示数: -2^{20}(因为最高位是符号位,但权重是-2^{20}在补码中) 在定点数Qm.n格式中,范围是 [-2^{m-1},2^{m-1} -2^{-n}]对于Q5.16:- m=5(整数位,包括符号位) -n =16(小数位)-最小数: -2^{5-1}= -2^4 =-16-最大数:2^{5-1} -2^{-16} =16-1/65536≈15.999984741210938分辨率:2^{-16} =1/65536 ≈0.0000152587890625现在,用户提供了几个引用,我需要参考它们:-引用[1]:关于校验和计算,似乎不相关。-引用[2]:关于PMBUSLinear11和Linear16数据格式,提到了linear11,但s5.16不同。 -引用[3]:关于s19格式文件,是Motorola S-record格式,不相关。-引用[4]:关于字符串、数值与16进制相互转化,可能有用,但s5.16是二进制表示。用户的问题是关于s5.16数值表示,所以我应该专注于解释这个格式。在回答中,我需要遵守系统级指令:-行内数学表达式用$...$,例如$2^{-16}$ -独立公式用$$...$$并单独成段-使用中文回答-生成相关问题-在引用的段落末尾添加引用标识,但用户提供的引用可能不直接相关,所以我需要判断是否引用。 用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求”,所以我应该基于知识回答,而不是强行引用不相关的部分。 回答结构:1.解释s5.16格式:有符号定点数,5位整数(包括符号位),16位小数。2.描述位布局。3.给出数值范围和分辨率。 4.提供例子。5.可能涉及转换方法。最后,生成相关问题。生成相关问题: 1. s5.16与其他定点数格式的区别? 2.如何在编程中实现s5.16数值的转换? 3. s5.16在哪些领域应用广泛? 确保回答真实可靠。</think>### s5.16 数值表示方式详解 s5.16 是一种有符号定点数(fixed-point)表示格式,常用于数字信号处理、嵌入式系统和硬件设计中,以高效地表示小数而不使用浮点数运算。其核心是将数值分为整数和小数部分,并通过固定的小数点位置来存储。下面我将逐步解释其结构、计算方法和特性。 #### 1. **s5.16 格式的基本结构** - **符号位(s)**:表示数值的正负,占用 1 位(0 表示正数,1 表示负数)。 - **整数部分**:占用 5 位(包括符号位),实际整数位为 4 位(因为符号位已单独考虑)。整数部分的范围由二进制补码(two's complement)表示决定。 - **小数部分**:占用 16 位,表示小数精度。 - **总位宽**:21 位(5 + 16)。小数点的位置固定在整数部分之后,即第 16 位小数位之后。 位布局示例(以最高位为符号位): ``` [符号位 s][整数位 4 位][小数位 16 位] ↑ ↑ ↑ MSB(最高位) LSB(最低位) ``` - 例如,一个 s5.16 数值的二进制表示为:$s\ b_3b_2b_1b_0\ f_{15}f_{14}\dots f_0$,其中: - $s$ 是符号位。 - $b_i$ 是整数位($i=0$ 到 $3$)。 - $f_j$ 是小数位($j=0$ 到 $15$)。 #### 2. **数值计算方式** 在二进制补码表示下,s5.16 的数值可通过以下公式计算: $$ \text{值} = (-1)^s \times \left( \sum_{k=0}^{3} b_k \times 2^k + \sum_{m=0}^{15} f_m \times 2^{-(m+1)} \right) $$ 其中: - $s$ 是符号位(0 或 1)。 - 第一项 $\sum_{k=0}^{3} b_k \times 2^k$ 计算整数部分(范围 0 到 15)。 - 第二项 $\sum_{m=0}^{15} f_m \times 2^{-(m+1)}$ 计算小数部分(范围 0 到 $1 - 2^{-16}$)。 - 符号位 $(-1)^s$ 决定正负:$s=0$ 时为正,$s=1$ 时为负。 简化后,公式可写为: $$ \text{值} = (-1)^s \times \left( I + \frac{F}{2^{16}} \right) $$ 其中 $I$ 是整数部分的十进制值(4 位无符号整数),$F$ 是小数部分的十进制值(16 位无符号整数)。 #### 3. **数值范围与分辨率** - **范围**: - 最大正数:符号位 $s=0$,整数部分全 1($15$),小数部分全 1($1 - 2^{-16}$),值约为 $15 + \frac{65535}{65536} \approx 15.999984741210938$。 - 最小负数:符号位 $s=1$,整数部分全 0(在补码中表示 $-16$),小数部分全 0,值为 $-16$。 - 整体范围:$[-16, 15.999984741210938]$。 - **分辨率**:小数部分的最小单位是 $2^{-16} = \frac{1}{65536} \approx 0.0000152587890625$。这意味着 s5.16 能精确表示约 5 位十进制小数。 #### 4. **示例说明** - **示例 1:正数表示** 假设二进制值:`0 1001 1000000000000000`(符号位 0,整数部分 `1001`,小数部分 `1000000000000000`)。 - 整数部分:`1001` 二进制 = $9$ 十进制。 - 小数部分:`1000000000000000` 二进制 = $2^{15} = 32768$(因为最高小数位权重 $2^{-1}$),但需转换为小数:$\frac{32768}{65536} = 0.5$。 - 最终值:$(-1)^0 \times (9 + 0.5) = 9.5$。 - **示例 2:负数表示** 假设二进制值:`1 0000 0000000000000000`(符号位 1,整数部分 `0000`,小数部分 `0000000000000000`)。 - 在补码中,符号位 1 且整数部分全 0 表示 $-16$。 - 小数部分为 0。 - 最终值:$(-1)^1 \times (0 + 0) = -16$。 #### 5. **s5.16 的应用与注意事项** - **应用场景**:s5.16 广泛用于需要高精度小数运算但资源受限的领域,如: - 数字信号处理(DSP)中的滤波器设计。 - 嵌入式系统的传感器数据处理(如温度、电压采样)。 - 通信协议中的数值编码(类似 PMBUS 的 Linear 格式,但 s5.16 是定点数而非浮点数)[^2]。 - **优点**:相比浮点数,计算更高效,硬件实现简单。 - **缺点**:范围有限(仅约 -1616),不适合极大或极小数。 - **转换方法**:在编程中,可通过位操作实现 s5.16 与浮点数的转换。例如,在 C 语言中: ```c // s5.16 转浮点数 float s5_16_to_float(uint32_t fixed) { int32_t value = (int32_t)fixed; // 视为有符号21位,但需处理符号扩展 if (value & 0x100000) { // 检查符号位(第21位) value |= 0xFFE00000; // 符号扩展为32位 } return value / 65536.0f; // 除以 2^16 } // 浮点数转 s5.16 uint32_t float_to_s5_16(float f) { int32_t value = (int32_t)(f * 65536.0f); // 乘以 2^16 return value & 0x1FFFFF; // 取低21位 } ``` 注意:实际需处理溢出和精度问题。 #### 6. **与其他格式的比较** - **vs. 浮点数**:s5.16 无指数位,计算更快但范围小。 - **vs. Linear16(如 PMBUS)**:Linear16 是浮点类似格式(指数和尾数),而 s5.16 是纯定点数,无指数调整[^2]。 - **vs. 无符号定点数**:s5.16 支持负数,适用更广。 s5.16 提供了一种平衡精度和效率的数值表示方式,特别适合实时系统。如果您有具体数值需要转换或更多实现细节,请提供进一步说明。
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