poj 2184 Cow Exhibition (变形的01背包)

本文介绍了解决POJ2184问题的方法,该问题要求在保证智商和幽默感之和非负的前提下,求这两者的最大总和。通过使用01背包算法,并针对智商可能为负的情况进行了特殊处理。

链接:poj 2184

题意:给定n头牛,每头牛的的智商(si)和幽默感(fi)已知,求在保证智商(S)的和及幽默感(F)的和都为非负的情况下,智商和幽默感(S+T)的最大值

分析:题的本质即从n头牛中选出S>=0&&T>=0时,S+T的最大值

以智商最为容量,幽默感作为价值,因为每头牛只能选一次,就转化01背包了,

dp[i]为智商为i时幽默感的最大值,则状态转移方程为 dp[j]=max(dp[j],dp[j-s[i]]+f[i]);

但是智商总和范围-100000~100000可能为负,而数组下标不能为负,可以将下标整体加100000,存到0~200000中

那么平衡点(即0)变为100000

#include<stdio.h>
#define MIN -999999
int dp[200010];
int main()
{
    int n,i,j,s[105],f[105],max;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF){
        for(i=0;i<=200000;i++)
            dp[i]=MIN;
        dp[100000]=0;
        for(i=1;i<=n;i++)
            scanf("%d%d",&s[i],&f[i]);
        for(i=1;i<=n;i++){
            if(s[i]<0&&f[i]<0)        //智商和幽默感都为负,肯定不能被选
                continue;
            if(s[i]>0)             
                for(j=200000;j>=s[i];j--){      //s[i]>0逆序循环
                    if(dp[j-s[i]]+f[i]>dp[j])
                        dp[j]=dp[j-s[i]]+f[i];
                }
            else
                for(j=s[i];j<=200000+s[i];j++)  //s[i]<0顺序循环
                    if(dp[j-s[i]]+f[i]>dp[j])
                        dp[j]=dp[j-s[i]]+f[i];
        }
        max=MIN;
        for(i=100000;i<=200000;i++)      //求幽默感和智商都为正的总和最大值
            if(dp[i]>=0&&dp[i]+i-100000>max)     
                max=dp[i]+i-100000;      //因为下标都加了100000,所有要减
        if(max==MIN)
            max=0;
        printf("%d\n",max);
    }
    return 0;
}


### 解题思路 POJ 3613 Cow Relays 问题要求计算在给定的图中,从起点到终点恰好经过 $k$ 条边的最短路径。常规的暴力解法,即每次走一步更新最短路径,时间复杂度为 $O(k * n^3)$,效率较低。可利用二进制思想和矩阵快速幂的方法,将时间复杂度优化到 $O(logK * n^3)$ [^2]。 具体思路如下: 1. **图的表示**:使用邻接矩阵来表示图,矩阵中的元素 `mat[i][j]` 表示从节点 `i` 到节点 `j` 的最短距离,初始值设为无穷大 `INF`。 2. **矩阵乘法的定义**:普通矩阵乘法是对应元素相乘再相加,而这里定义的矩阵乘法是对应元素相加再取最小值。即 `C.mat[i][j] = min(C.mat[i][j], A.mat[i][k] + B.mat[k][j])`,表示从节点 `i` 经过节点 `k` 到节点 `j` 的最短距离。 3. **矩阵快速幂**:通过不断地将矩阵自乘,利用二进制的思想,快速计算出经过 $k$ 条边的最短路径矩阵。 4. **节点编号映射**:由于节点编号可能不连续,使用一个数组 `f` 来将原始节点编号映射到连续的编号,方便矩阵操作。 ### 代码实现 以下是实现该算法的 C++ 代码: ```cpp #include <stdio.h> #include <string.h> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; #define INF ((1<<30)-1) int n; struct matrix { int mat[201][201]; matrix() { for(int i = 0; i < 201; i++) for(int j = 0; j < 201; j++) mat[i][j] = INF; } }; int f[2001]; matrix mul(matrix A, matrix B) { matrix C; int i, j, k; for(i = 1; i <= n; i++) { for(j = 1; j <= n; j++) { for(k = 1; k <= n; k++) { C.mat[i][j] = min(C.mat[i][j], A.mat[i][k] + B.mat[k][j]); } } } return C; } matrix powmul(matrix A, int k) { matrix B; for(int i = 1; i <= n; i++) B.mat[i][i] = 0; while(k) { if(k & 1) B = mul(B, A); A = mul(A, A); k >>= 1; } return B; } int main() { matrix A; int k, t, s, e, a, b, c; scanf("%d%d%d%d", &k, &t, &s, &e); int num = 1; while(t--) { scanf("%d%d%d", &c, &a, &b); if(f[a] == 0) f[a] = num++; if(f[b] == 0) f[b] = num++; A.mat[f[a]][f[b]] = A.mat[f[b]][f[a]] = c; } n = num - 1; A = powmul(A, k); cout << A.mat[f[s]][f[e]] << endl; return 0; } ``` ### 代码解释 1. **结构体 `matrix`**:定义了一个矩阵结构体,用于存储图的邻接矩阵,构造函数将矩阵元素初始化为无穷大。 2. **函数 `mul`**:实现了自定义的矩阵乘法,计算两个矩阵相乘的结果。 3. **函数 `powmul`**:实现了矩阵快速幂,通过不断地将矩阵自乘,快速计算出经过 $k$ 条边的最短路径矩阵。 4. **主函数 `main`**:读取输入数据,将节点编号映射到连续的编号,初始化邻接矩阵,调用 `powmul` 函数计算经过 $k$ 条边的最短路径矩阵,最后输出从起点到终点的最短距离。
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