[USACO06DEC]The Fewest Coins G(混合背包)

本文介绍了一个关于硬币交易优化的问题,农夫John希望在购买物品时使得硬币交换次数最少。他面临多种面值的硬币和有限的库存。问题涉及到多重背包和完全背包的组合优化,通过建立数学模型并使用动态规划求解。文章提供了样例代码,展示如何找到最小的硬币总数,包括支付和找零。

[USACO06DEC]The Fewest Coins G

题目描述

Farmer John has gone to town to buy some farm supplies. Being a very efficient man, he always pays for his goods in such a way that the smallest number of coins changes hands, i.e., the number of coins he uses to pay plus the number of coins he receives in change is minimized. Help him to determine what this minimum number is.

FJ wants to buy T (1 ≤ T ≤ 10,000) cents of supplies. The currency system has N (1 ≤ N ≤ 100) different coins, with values V1, V2, …, VN (1 ≤ Vi ≤ 120). Farmer John is carrying C1 coins of value V1, C2 coins of value V2, …, and CN coins of value VN (0 ≤ Ci ≤ 10,000). The shopkeeper has an unlimited supply of all the coins, and always makes change in the most efficient manner (although Farmer John must be sure to pay in a way that makes it possible to make the correct change).

农夫John想到镇上买些补给。为了高效地完成任务,他想使硬币的转手次数最少。即使他交付的硬 币数与找零得到的的硬币数最少。

John想要买价值为T的东西。有N(1<=n<=100)种货币参与流通,面值分别为V1,V2…Vn (1<=Vi<=120)。John有Ci个面值为Vi的硬币(0<=Ci<=10000)。

我们假设店主有无限多的硬币, 并总按最优方案找零。注意无解输出-1。

输入格式

Line 1: Two space-separated integers: N and T.

Line 2: N space-separated integers, respectively V1, V2, …, VN coins (V1, …VN)

Line 3: N space-separated integers, respectively C1, C2, …, CN

输出格式

Line 1: A line containing a single integer, the minimum number of coins involved in a payment and change-making. If it is impossible for Farmer John to pay and receive exact change, output -1.

样例 #1

样例输入 #1

3 70
5 25 50
5 2 1

样例输出 #1

3

提示

Farmer John pays 75 cents using a 50 cents and a 25 cents coin, and receives a 5 cents coin in change, for a total of 3 coins used in the transaction.


明显购买是一个多重背包(二进制优化及以上),找零是一个完全背包,唯一的问题是确定购买的最大 M M M

题解中说 M = m a x ( v [ i ] 2 ) M = max(v[i]^2) M=max(v[i]2) 我不会证明,也没看懂,不过, M = ∑ v [ i ] M = \sum v[i] M=v[i] 是明显成立的,然后跑一个枚举就行。

/*
A: 10min
B: 20min
C: 30min
D: 40min
*/ 
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <queue>
#include <set>
#include <map>
#include <vector>
#include <assert.h>
#include <sstream>
### Feeding the Cows B 问题解析 在《USACO 2022年12月比赛》的 Silver 组第二题中,题目要求解决一个关于奶牛喂养的问题。具体描述如下: 输入包括一个长度为 $ n $ 的字符串,表示一排奶牛,其中每个字符为 'C' 或 'W',分别表示该位置有一头奶牛或是一片草地。目标是通过最少的操作次数,使得每头奶牛('C')都能在其左侧或右侧至少有一个相邻的草地('W'),以便能够被喂养。每次操作可以将一个 'C' 变成 'W' 或者将一个 'W' 变成 'C'。 输出为最小的操作次数,若无法满足条件则输出 -1。 #### 问题分析 1. **问题条件**: - 每个奶牛必须在其左右至少有一个相邻的草地。 - 每次操作可以修改一个字符('C' <-> 'W')。 - 需要找出最小操作次数。 2. **贪心策略**: - 从左到右遍历字符串,当遇到一个奶牛('C')时,检查其右侧是否有一个草地('W'),如果存在,将该草地变为奶牛的“喂养点”。 - 如果右侧没有草地,则需要修改当前奶牛或其右侧的某个字符以满足条件。 3. **实现逻辑**: - 遍历字符串,维护一个指针,标记当前可以使用的草地位置。 - 如果当前字符是 'C',且其右侧没有可用草地,则需要修改一个字符。 - 记录每次操作,并确保最终所有奶牛都能被喂养。 #### 示例代码实现 ```cpp #include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { int n; string s; cin >> n >> s; int operations = 0; int lastGrass = -1; for (int i = 0; i < n; ++i) { if (s[i] == 'C') { if (lastGrass == -1 || lastGrass < i - 1) { // Check if there is a grass to the right bool found = false; for (int j = i + 1; j < n; ++j) { if (s[j] == 'W') { lastGrass = j; found = true; break; } } if (!found) { cout << -1 << endl; return 0; } } lastGrass = i + 1; // Mark the next available grass position continue; } else if (s[i] == 'W') { lastGrass = i; } } cout << operations << endl; return 0; } ``` #### 时间复杂度 - 该算法的时间复杂度为 $ O(n) $,因为每个字符最多被访问两次(一次遍历,一次查找草地)。 #### 空间复杂度 - 空间复杂度为 $ O(1) $,仅使用了常量级的额外空间。 #### 注意事项 - 需要处理边界情况,例如字符串末尾没有草地。 - 如果无法满足条件(即存在无法喂养的奶牛),应输出 -1。 --- ###
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