jzoj_1月30日D组

第一题(二项式展开式)

题意:

    求(a+b)^n的展开式,例如(a+b)^3=a^3+3a^2+3ab^2+b^3。

思路:

    题目中告诉了我们求(a+b)^n的方法,(a+b)^n=?a^n+?a^(n-1)b+?a^(n-2)b^2+…+?b^n其中问号表示系数,(a+b)^n展开式的第i+1项(i=0...n)为a^(n-i)b^i前面的系数为C(n,i),如果系数为1,则需要省略系数;如果次数为 1,则需要省略次数;如果次数为 0,则需要省略;如果系数为 0,则需要省略这一项,我们可以用杨辉三角求出C(n,i),再模拟输出就好了,我的方法比较麻烦,下面是老师给的简化版。


代码:

#include<cstdio>
int n,a,b;
unsigned long long xs[100][100],q;//这里要用long long
int main()
{
	freopen("power.in","r",stdin);
	freopen("power.out","w",stdout);
	for (int i=1;i<=68;i++)
	 xs[i][1]=xs[i][i+1]=1;
	for (int i=2;i<=68;i++)
	  for (int j=2;j<=i;j++)
	  	xs[i][j]=xs[i-1][j]+xs[i-1][j-1];//求杨辉三角
	scanf("%d",&n);
	printf("(a+b)^%d=",n);
	for (int i=0;i<=n;i++)
	{
		q=xs[n][i+1];
		if (q>1) printf("%lld",q);//判断系数
		if (n-i==1) printf("a");//n-i是a的次数
	    if (n-i>1) printf("a^%d",n-i);   
        if (i==1) printf("b");//i是b的次数
        if (i>1) printf("b^%d",i);
        if (i<n) printf("+");//如果不是最后一个就输出+号
        if (i==n) printf("\n");
	}
}

第二题(溜冰)

题意:

    在一个长度为l的滑雪道上,有n个拐弯处,每个拐弯处都有一个限速,Smart在滑雪,每次他的速度可以等于上一个距离的速度加一,减一或者不变,我们求他滑雪速度的最大值。

思路:

    我一开始用的是模拟,每个距离的速度都判断一下,但是我想错了,正解是求每个拐弯处能达到的最大值,然后用求出最大的。每个拐弯处有四种情况。
第一种:当我们在上一个拐弯处一直可以加速到当前拐弯处时,ans=max(ans,s[i])。
第二种:当我们在上一个拐弯处可以先加速再减速到当前拐弯处,ans=max(ans,(s[i]+s[i-1]+d)/2),其中s[i-1]+d)/2代表我们加速完后开始减速时的速度。
第三种:当我们在上一个拐弯处可以先减速再加速到当前拐弯处,这种情况和第二种的求法一样,也是ans=max(ans,s[i-1]+d)/2)。
第四种:当我们在上一个拐弯处一直减速到当前拐弯处,如果还是大于限速,我们就要调整上一个拐弯处的最大速度,即s[i-1]=min{s[i-1],s[i]+d},d为当前拐弯处和上次拐弯处的距离。
求出了每一个拐弯处的最大速度,我们就可以用ans找这些最大速度中最大的速度。

代码:

#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
struct node{
	int s,d;
}a[100001];
bool cmp(node x,node y)
{
	return x.d<y.d;
}
int l,n,ans;
int main()
{
	freopen("skate.in","r",stdin);
	freopen("skate.out","w",stdout);
	scanf("%d%d",&l,&n);
	for (int i=1;i<=n;i++)
	scanf("%d%d",&a[i].d,&a[i].s);
	sort(a,a+n+1,cmp);//要给每个拐弯处的距离排序
	for (int i=n;i>=1;i--)
	    a[i-1].s=min(a[i-1].s,a[i].s+a[i].d-a[i-1].d);//这是第四种情况
	a[0].d=0;a[0].s=1;
	a[n+1].d=l;a[n+1].s=l+1;//起点和终点看为一个拐弯
	for (int i=1;i<=n+1;i++)
	{
		if (a[i].s>a[i-1].s)//这个为当前拐弯处和上次拐弯处的距离
		{
			if (a[i-1].s+a[i].d-a[i-1].d<=a[i].s)//如果可以一直加速
		      a[i].s=a[i-1].s+a[i].d-a[i-1].d,ans=max(a[i].s,ans);
		    else//否则先加速后减速
			  ans=max(ans,(a[i].d-a[i-1].d+a[i].s+a[i-1].s)/2);
		}
		else
		ans=max(ans,(a[i].d-a[i-1].d+a[i].s+a[i-1].s)/2);//先减速后加速
	}
	printf("%d",ans);
}

第三题(方案数)

题意:

    有n个同学拿巧克力,有黑的和白的,拿巧克力有几个要求:1、每个人最少拿一块巧克力;2、每个人只能拿一种颜色的巧克力;3、拿黑色巧克力的人不少于c个;4、第i个人最多拿a[i]个黑巧克力,或最多拿b[i]个巧克力。我们要求第n个同学拿巧克力的方案数。

思路:

    设f[i][j]为第i个人取巧克力时已经有j个人取了黑巧克力的方案数,当j大于c时,就已经达到要求了,我们就可以把f[i][j+1],f[i][j+2]……合并到f[i][c]中,所以可得动态转移方程:当(j<c)时,f[i][j]=f[i-1][j]*b[i]+f[i-1][j-1]*a[i],当(j=c)时,f[i][j]=f[i-1][j]*(a[i]+b[i])+f[i-1][j-1]*a[i]。

代码:

#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
int n,c,a[100001],b[100001],f[100001][21];
int main()
{
	freopen("fas.in","r",stdin);
	freopen("fas.out","w",stdout);
	scanf("%d%d",&n,&c);
	for (int i=1;i<=n;i++)
	scanf("%d",&a[i]),a[i]%=10007;//因为答案要%10007所以每次都%一下
    f[0][0]=1;//初始化
	for (int i=1;i<=n;i++)
	{
	    scanf("%d",&b[i]); b[i]%=10007;
	    f[i][0]=f[i-1][0]*b[i]%10007;//初始化,就是没有人取黑巧克力的方案
	}
	for (int i=1;i<=n;i++)
	  for (int j=1;j<=c;j++)
	  {
	  	 if (j<c) f[i][j]=((f[i-1][j-1]*a[i])+(f[i-1][j]*b[i]))%10007;
	  	 else f[i][j]=((f[i-1][j]*(a[i]+b[i]))+(f[i-1][j-1]*a[i]))%10007;//动态转移方程
	  }
	printf("%d",f[n][c]);
}

第四题(小L)

题意:

    给出n个数对a[i]和b[i],计算函数,函数四舍五入取整,将n个数对去掉k个求新的y值,均满足y≦λ,求最小的λ值。

思路:

    我们可以先简化这个式子,变成Σ(1...n)a[i]-x*b[i]>=0。然后我们可以用二分找出x的值,

代码:

#pragma GCC optimize(2)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
long long a[10001],b[10001],n,k,l,r,mid;
long long tmp,A,B,sa,sb,t[10001],s;
int main()
{
	freopen("math.in","r",stdin);
	freopen("math.out","w",stdout);
	while (1)
	{
		scanf("%d%d",&n,&k);
		if (!n&&!k) break;
		tmp=100000;sa=0;sb=2147483647;A=0;B=0;
		for (int i=1;i<=n;i++)
		scanf("%d",&a[i]),A+=a[i],sa=max((long long)a[i],sa);
		for (int i=1;i<=n;i++)
		scanf("%d",&b[i]),B+=b[i],sb=min((long long)b[i],sb);
	    l=0,r=20000000;
	    while (l<=r)//二分答案
	    {
	    	mid=(l+r)>>1;
	    	for (int i=1;i<=n;i++)
	    	t[i]=(long long)tmp*a[i]-(long long)mid*b[i];//t[i]为我们要求的那个方程
            sort(t+1,t+n+1);//因为要去掉k个
            s=0;
	    	for (int i=k+1;i<=n;i++)//所以我们排序后从k+1去
	    	  s+=t[i];
	    	pow(s,1);
	    	if (s>=0) l=mid+1;//如果上边界可以调大
	    	else r=mid-1;//上边界要调小
	    }
	    printf("%.lf\n",l/1000.0);
	}
}




### 解题思路 题目要求解决的是一个与图相关的最小覆盖问题,通常在特定条件下可以通过状态压缩动态规划(State Compression Dynamic Programming, SCDP)来高效求解。由于状态压缩的适用条件是状态维度较小(例如K≤10),因此可以利用二进制表示状态集合,从而优化计算过程。 #### 1. 状态表示 - 使用一个整数 `mask` 表示当前选择的点集,其中第 `i` 位为 `1` 表示第 `i` 个节点被选中。 - 定义 `dp[mask]` 表示在选中 `mask` 所代表的点集后,能够覆盖的节点集合。 - 可以通过预处理每个点的邻域信息(包括自身和所有直接连接的点),快速更新状态。 #### 2. 预处理邻域 对于每个节点 `u`,预先计算其邻域范围 `neighbor[u]`,即从该节点出发一步能到达的所有节点集合。这样,在后续的状态转移过程中,可以直接使用这些信息进行合并操作。 #### 3. 状态转移 - 初始化:对每个单独节点 `u`,设置初始状态 `dp[1 << u] = neighbor[u]`。 - 转移规则:对于任意两个状态 `mask1` 和 `mask2`,如果它们没有交集,则可以通过合并这两个状态得到新的状态 `mask = mask1 | mask2`,并更新对应的覆盖范围为 `dp[mask1] ∪ dp[mask2]`。 - 在所有状态生成之后,检查是否某个状态的覆盖范围等于全集(即覆盖了所有节点)。如果是,则记录此时使用的最少节点数量。 #### 4. 最优解提取 遍历所有可能的状态,找出能够覆盖整个图的最小节点数目。 --- ### 时间复杂度分析 - 状态总数为 $ O(2^K) $,其中 `K` 是关键点的数量。 - 每次状态转移需要枚举所有可能的子集合,复杂度为 $ O(2^K \cdot K^2) $。 - 整体时间复杂度控制在可接受范围内,适用于 `K ≤ 10~20` 的情况。 --- ### 代码实现(状态压缩 DP) ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int MAXN = 25; int neighbor[MAXN]; // 每个节点的邻域 int dp[1 << 20]; // dp[mask] 表示选中的点集合为 mask 时所能覆盖的点集合 int min_nodes; // 最小覆盖点数 void solve(int n, vector<vector<int>>& graph) { // 预处理每个节点的邻域 for (int i = 0; i < n; ++i) { neighbor[i] = (1 << i); // 包括自己 for (int j : graph[i]) { neighbor[i] |= (1 << j); } } // 初始化 dp 数 memset(dp, 0x3f, sizeof(dp)); for (int i = 0; i < n; ++i) { dp[1 << i] = neighbor[i]; } // 状态转移 for (int mask = 1; mask < (1 << n); ++mask) { if (__builtin_popcount(mask) >= min_nodes) continue; // 剪枝 for (int sub = mask & (mask - 1); sub; sub = (sub - 1) & mask) { int comp = mask ^ sub; if (comp == 0) continue; int new_mask = mask; int covered = dp[sub] | dp[comp]; if (covered == (1 << n) - 1) { min_nodes = min(min_nodes, __builtin_popcount(new_mask)); } dp[new_mask] = min(dp[new_mask], covered); } } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; vector<vector<int>> graph(n); for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v; cin >> u >> v; graph[u].push_back(v); graph[v].push_back(u); // 无向图 } min_nodes = n; solve(n, graph); cout << "Minimum nodes required: " << min_nodes << endl; return 0; } ``` --- ### 优化策略 - **剪枝**:当当前状态所用节点数已经超过已知最优解时,跳过后续计算。 - **提前终止**:一旦发现某个状态覆盖了全部节点,并且节点数达到理论下限,即可提前结束程序。 - **空间优化**:可以仅保存当前轮次的状态,减少内存占用。 --- ### 总结 本题通过状态压缩动态规划的方法,将原本指数级复杂度的问题压缩到可接受范围内。结合位运算技巧和预处理机制,能够高效地完成状态转移和覆盖判断操作。 ---
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