题目:CH5102.
题目大意:三个人一开始在
1
,
2
,
3
1,2,3
1,2,3的位置,现在有
n
n
n次操作,每次给定一个
1
1
1~
l
l
l的坐标(必须按顺序),他们之中必须有一个人走到这个坐标,且他们之中不能有两人站在同一位置,从点
x
x
x走到点
y
y
y的花费为
c
(
x
,
y
)
c(x,y)
c(x,y),求最小花费.
1
≤
n
≤
1
0
3
,
1
≤
l
≤
200
1\leq n\leq 10^3,1\leq l\leq 200
1≤n≤103,1≤l≤200.
首先这是一道十分裸的DP,我们可以设状态 f [ i ] [ x ] [ y ] [ z ] f[i][x][y][z] f[i][x][y][z]为走过前 i i i个给定坐标,且当前第一个人在位置 x x x,第二个人在位置 y y y,第三个人在位置 z z z的最小花费.
考虑三个人的走法,设第
i
i
i个坐标为
g
o
[
i
]
go[i]
go[i],我们可以很容易推出方程:
f
[
i
+
1
]
[
g
o
[
i
+
1
]
]
[
y
]
[
z
]
=
m
i
n
(
f
[
i
]
[
x
]
[
y
]
[
z
]
+
c
(
x
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
g
o
[
i
+
1
]
]
[
z
]
=
m
i
n
(
f
[
i
]
[
x
]
[
y
]
[
z
]
+
c
(
y
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
y
]
[
g
o
[
i
+
1
]
]
=
m
i
n
(
f
[
i
]
[
x
]
[
y
]
[
z
]
+
c
(
z
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f[i+1][go[i+1]][y][z]=min(f[i][x][y][z]+c(x,go[i+1]))\\ f[i+1][x][go[i+1]][z]=min(f[i][x][y][z]+c(y,go[i+1]))\\ f[i+1][x][y][go[i+1]]=min(f[i][x][y][z]+c(z,go[i+1]))
f[i+1][go[i+1]][y][z]=min(f[i][x][y][z]+c(x,go[i+1]))f[i+1][x][go[i+1]][z]=min(f[i][x][y][z]+c(y,go[i+1]))f[i+1][x][y][go[i+1]]=min(f[i][x][y][z]+c(z,go[i+1]))
这个算法的时空复杂度为 O ( n l 3 ) O(nl^3) O(nl3),TLE+MLE.
我们发现,当一个状态 f [ i ] f[i] f[i]是有意义的情况下,必定有一个人的位置为 g o [ i ] go[i] go[i].而直到三个人的坐标不需要知道顺序,所以我们的状态可以简化成 f [ i ] [ x ] [ y ] f[i][x][y] f[i][x][y]表示走过前 i i i个给定坐标,有一个人的坐标为 x x x,有一个人的坐标为 y y y,有一个人的坐标为 g o [ i ] go[i] go[i]即可.
那么我们设 g o [ 0 ] go[0] go[0]为 3 3 3,然后初始化 f [ 0 ] [ 1 ] [ 2 ] = f [ 0 ] [ 2 ] [ 1 ] = 0 f[0][1][2]=f[0][2][1]=0 f[0][1][2]=f[0][2][1]=0.
方程如同上面,分别推断三个情况可以得出:
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
y
]
=
m
i
n
(
f
[
i
]
[
x
]
[
y
]
+
c
(
g
o
[
i
]
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f
[
i
+
1
]
[
g
o
[
i
]
]
[
y
]
=
m
i
n
(
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
y
]
+
c
(
x
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
g
o
[
i
]
]
=
m
i
n
(
f
[
i
+
1
]
[
x
]
[
y
]
+
c
(
y
,
g
o
[
i
+
1
]
)
)
f[i+1][x][y]=min(f[i][x][y]+c(go[i],go[i+1]))\\ f[i+1][go[i]][y]=min(f[i+1][x][y]+c(x,go[i+1]))\\ f[i+1][x][go[i]]=min(f[i+1][x][y]+c(y,go[i+1]))
f[i+1][x][y]=min(f[i][x][y]+c(go[i],go[i+1]))f[i+1][go[i]][y]=min(f[i+1][x][y]+c(x,go[i+1]))f[i+1][x][go[i]]=min(f[i+1][x][y]+c(y,go[i+1]))
那么这道题其实就这样可以AC了,时间复杂度 O ( n l 2 ) O(nl^2) O(nl2),空间复杂度 O ( n l 2 ) O(nl^2) O(nl2)若加上滚动数组可以进一步优化空间复杂度为 O ( l 2 ) O(l^2) O(l2).
代码如下:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define Abigail inline void
const int L=200,N=1000;
const int INF=(1<<30)-1;
int l,dis[L+9][L+9];
int n,go[N+9];
int ans,f[N+9][L+9][L+9];
void getmin(int &a,int b){
a=a<b?a:b;
}
Abigail into(){
scanf("%d%d",&l,&n);
for (int i=1;i<=l;i++)
for (int j=1;j<=l;j++)
scanf("%d",&dis[i][j]);
for (int i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&go[i]);
}
Abigail work(){
for (int i=0;i<=N+1;i++)
for (int j=0;j<=L+1;j++)
for (int k=0;k<=L+1;k++)
f[i][j][k]=INF;
int x,y;
go[0]=3;
f[0][1][2]=0;f[0][2][1]=0;
for (int i=0;i<n;i++)
for (int j=1;j<=l;j++)
for (int k=1;k<=l;k++){
x=go[i];y=go[i+1];
if (j^y&&k^y&&j^k) getmin(f[i+1][j][k],f[i][j][k]+dis[x][y]);
if (x^y&&k^y&&x^k) getmin(f[i+1][x][k],f[i][j][k]+dis[j][y]);
if (x^y&&j^y&&x^j) getmin(f[i+1][j][x],f[i][j][k]+dis[k][y]);
}
ans=INF;
for (int i=1;i<=l;i++)
for (int j=1;j<=l;j++)
getmin(ans,f[n][i][j]);
}
Abigail outo(){
printf("%d\n",ans);
}
int main(){
into();
work();
outo();
return 0;
}
本文探讨了一种关于三人在特定坐标上行走的路径优化问题,通过动态规划(DP)算法来寻找最小花费的行走方案。文章详细介绍了算法的优化过程,从原始的O(nl^3)复杂度到优化后的O(nl^2)复杂度,最终通过滚动数组进一步降低空间复杂度至O(l^2)。
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