hdu 3001 Travelling TSP变形 三进制状压dp

本文介绍了一种旅行商问题(TSP)的变形问题解决方法,通过对状态进行三进制编码来处理每个节点最多访问两次的情况。通过动态规划算法求解最优路径,分享了实现细节及调试经验。
// hdu 3001 TSP问题的变形
// 这次到每个点最多两次,所以可以用三进制的类推
// dp[S][u]表示当前在u点访问状态为S时所得到的最小的开销
// 采用刷表法,即用当前的状态推出它所能转移的状态
// dp[S][u] 可以到达的状态为dp[S+state[v]][v](dist[u][v]!=inf)
// dp[S+state[v]][v] = max(dp[S+state[v]][v],dp[S][u]+dist[u][v]);
// 其中每个点最多访问2次
// 技巧就是先把所有的状态表示出来visit[S][u];
// 表示当前在u点访问状态为S时u的访问状态。
// 其中我们要求的就是最后每个点都访问过的状态S时的dp[S][v]{v<n};
//
// 这道题开始完全想套一个裸的TSP模板过的,结果样例都过不了
// 哎,发现自己一直很水,继续加油吧。。。
// 而且,犯了一个非常严重的错误,导致调了2个小时的bug
// 哎。。。加油,不过最终还是ac啦
//const int maxn = 15;
//int dp[1<<maxn][maxn];
//int mp[maxn][maxn];
//int n,m;
//void init(){
//	int a,b,c;
//	memset(mp,0,sizeof(mp));
//	memset(dp,0x3f,sizeof(dp));
//	for (int i=0;i<m;i++){
//		scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
//		mp[a][b] = mp[b][a] = c;
//	}
//	for (int i=0;i<(1<<n);i++)
//		dp[i][0] = mp[0][i];
//}
//
//void print(){
//	for (int i=0;i<(1<<n);i++){
//		for (int j=0;j<n;j++)
//			printf("%d ",dp[i][j]);
//		puts("");
//	}
//}
//
//void solve(){
//	for (int S=0;S<(1<<n);S++){
//		for (int u=1;u<=n;u++)
//			for (int v=1;v<=n;v++){
//				if ((S>>v)&1){
//					dp[S][u] = min(dp[S][u],dp[S^(1<<v)][v]+mp[v][u]);
//				}
//			}
//	}
//	print();
//	int ans = 0;
//	for (int i=0;i<n;i++)
//		ans = max(ans,dp[(1<<n)-1][i]);
//	printf("%d\n",ans);
//}
//
//int main() {
//    freopen("G:\\Code\\1.txt","r",stdin);
//	while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF){
//		init();
//		solve();
//	}
//	return 0;
//}


#include <algorithm>
#include <bitset>
#include <cassert>
#include <cctype>
#include <cfloat>
#include <climits>
#include <cmath>
#include <complex>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <ctime>
#include <deque>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <list>
#include <map>
#include <numeric>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <vector>
#define ceil(a,b) (((a)+(b)-1)/(b))
#define endl '\n'
#define gcd __gcd
#define highBit(x) (1ULL<<(63-__builtin_clzll(x)))
#define popCount __builtin_popcountll
typedef long long ll;
using namespace std;
const int MOD = 1000000007;
const long double PI = acos(-1.L);

template<class T> inline T lcm(const T& a, const T& b) { return a/gcd(a, b)*b; }
template<class T> inline T lowBit(const T& x) { return x&-x; }
template<class T> inline T maximize(T& a, const T& b) { return a=a<b?b:a; }
template<class T> inline T minimize(T& a, const T& b) { return a=a<b?a:b; }

const int maxn = 12;
const int maxm = 60000;
int visit[maxm][maxn];
int dp[maxm][maxn];
int state[maxn];
int mp[maxn][maxn];
const int inf = 0x3f3f3f3f;
int n,m;

void print(){
	for (int i=0;i<n;i++){
		for (int j=0;j<n;j++)
			printf("%d ",mp[i][j]);
		puts("");
	}
}

void init(){
	memset(mp,inf,sizeof(mp));
	memset(dp,inf,sizeof(dp));
	for (int i=0;i<n;i++){
		dp[state[i]][i] = 0;
	}
	int a,b,c;
	for (int i=0;i<m;i++){
		scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
		a--,b--;
		mp[a][b] = mp[b][a] = min(mp[a][b],c);
	}
	//for (int i=0;i<n;i++)
	//	mp[i][i] = 0;
//	print();
}
void solve(){
	int ans = inf;
	for (int S=0;S<state[n];S++){
		bool flag = false;
		for (int u=0;u<n;u++){
			if (visit[S][u] == 0)	flag = true;
			if (dp[S][u] == inf)	continue;
			for (int v=0;v<n;v++) if (v!=u){
				if (visit[S][v]>=2)	continue;
				if (mp[u][v] == inf) continue;
				dp[S+state[v]][v] = min(dp[S+state[v]][v],dp[S][u]+mp[u][v]);
			}
		}
		if (!flag){
			for (int u=0;u<n;u++)
				ans = min(ans,dp[S][u]);
		}
	}
	if (ans == inf)
		ans = -1;
	printf("%d\n",ans);
	
}


void get(){
	state[0]=1;
	for (int i=1;i<=10;i++)
		state[i] = state[i-1] * 3;
	for (int S=0;S<=state[10];S++){
		int x = S;
		for (int i=0;i<=10;i++){
			visit[S][i] = x%3;
			x/=3;
		}
	}
}

int main() {
	//freopen("G:\\Code\\1.txt","r",stdin);
	get();
	while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF){
		init();
		solve();
	}
	return 0;
}

六、DP的优化技巧 6.1 预处理合法态 很多问题中,大部分态是不合法的,可以预先筛选: cpp vector valid_states; for (int state = 0; state < (1 << n); ++state) { if (check(state)) { // 检查state是否合法 valid_states.push_back(state); } } 6.2 滚动数组优化 当态只依赖前一个阶段时,可以节省空间: cpp vector<vector> dp(2, vector(size)); // 只保留当前和上一个态 int now = 0, prev = 1; for (int i = 1; i <= n; ++i) { swap(now, prev); for (auto& state : valid_states) { dp[now][state] = 0; // 清空当前态 // 态转移… } } 6.3 记忆化搜索实现 有时递归形式更直观: cpp int memo[1<<20][20]; // 记忆化数组 int dfs(int state, int u) { if (memo[state][u] != -1) return memo[state][u]; // 递归处理… return memo[state][u] = res; } 七、常见问题与调试技巧 7.1 常见错误 位运算优先级:总是加括号,如(state & (1 << i)) 数组越界:态数是2ⁿ,不是n 初始态设置错误:比如TSPdp[1][0] = 0 边界条件处理不当:如全选态是(1<<n)-1,不是1<<n 7.2 调试建议 打印中间态:将二进制态转换为可视化的形式 cpp void printState(int state, int n) { for (int i = n-1; i >= 0; --i) cout << ((state >> i) & 1); cout << endl; } 从小规模测试用例开始(如n=3,4) 使用assert检查关键假设 八、学习路线建议 初级阶段: 练习基本位操作 解决简单问题(如LeetCode 464、526题) 中级阶段: 掌握经典模型(TSP、棋盘覆盖) 学习优化技巧(预处理、滚动数组) 高级阶段: 处理高维(如需要同时缩多个态) 结合其他算法(如BFS、双指针) 九、实战练习题目推荐 入门题: LeetCode 78. Subsets(理解态表示) LeetCode 464. Can I Win(简单DP) 中等题: LeetCode 526. Beautiful Arrangement LeetCode 691. Stickers to Spell Word 经典题: POJ 2411. Mondriaan’s Dream(棋盘覆盖) HDU 3001. Travelling三进制) 挑战题: Codeforces 8C. Looking for Order Topcoder SRM 556 Div1 1000. LeftRightDigitsGame2 记住,掌握DP的关键在于: 彻底理解二进制态表示 熟练运用位运算 通过大量练习培养直觉 希望这份超详细的教程能帮助你彻底掌握DP!如果还有任何不明白的地方,可以针对具体问题继续深入探讨。 请帮我转成markdown语法输出,谢谢
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08-13
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