UVA 10123 No Tipping

该博客介绍了UVA 10123题目的解决方案,这是一个关于杠杆平衡的问题。给定一个带有多个物块的杠杆,需要按照一定顺序移除物块,以保持杠杆在两个支点上的平衡。博客分析了如何通过计算物块的力矩并排序来找到平衡解,使用递归策略,并给出了代码实现。

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分析

这是一双支点的杠杆的题目,问初始时,依次有选择地拿去杠杆上的有质量的物块后,杠杆是否平衡。给出选择。

杠杆如何平衡?
因为有两个支点,对于任一支点,如果左右两侧物块的力矩和相等,则杠杆平衡,若两支点均不能满足则杠杆失衡。
需要注意的是,因为杠杆本身具有重量,比如以右侧支点研究对象,那么杠杆可以视为距该支点1.5单位的一个质量为W的物块,会影响平衡。

这里可以使用逆向思维,仅作思路简化。如何拿,不如如何放。如果能依次放上物块且保持平衡,那么逆序即为拿的解。

考虑如何放的问题,每一个物块有其力矩。优先选取较小的放对整个系统的平衡影响最小。所以,需要对物块进行按力矩排序。排序后,在右侧放上一个物块,判断是否平衡,如果平衡说明还能承受那么可以继续放,如果不能,则尝试在左侧放,左右交替直至放完所有方块得解或者杠杆已经不能承受(Impossible)。

[-30 -32 -40 64 35 8]
-3 -8 (-4) 8 5 2
-3 -8 (-4 8) 5 2
-3 (-8 -4 8) 5 2
-3 (-8 -4 8 5) 2
(-3 -8 -4 8 5) 2
(-3 -8 -4 8 5 2)

这里有一个问题,并不一定能够摆到最后一个物块,可能在之前便已经穷尽摆法。所以这里有两个递归基,一个是达到了最后一个物块,另一个是隐式无结果(return;),所以这里设立一个flag表示是否已达最后一个物块。

如何判断杠杆是否平衡?
考察左侧支点,将左侧物块的力矩计算和(其实这里存在-1.5~0区间的物块,但其负增益可以视为在右侧放置物块。),再将右侧的物块的力矩计算和(注意还有杠杆本身)。判断是否左翻(右翻还需要考察其压着的右侧支点)。再同理考察右侧支点。

与其他解法相比,这里的解法没有完全的进行左右支点的分割,部分整体部分局部的考虑实属意外之解,另外可以参考其他解法使用DP压缩等等 : P

代码

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define MAX_N 25
using std::sort;

int W, N, li, ri, flag;
struct object { int p, w; } L[MAX_N], R[MAX_N], A[MAX_N];

int cmp(object f, object s) { return (f.p * f.w) < (s.p * s.w); }

bool is_balanced(
内容概要:本文详细介绍了基于FPGA的144输出通道可切换电压源系统的设计与实现,涵盖系统总体架构、FPGA硬件设计、上位机软件设计以及系统集成方案。系统由上位机控制软件(PC端)、FPGA控制核心和高压输出模块(144通道)三部分组成。FPGA硬件设计部分详细描述了Verilog代码实现,包括PWM生成模块、UART通信模块和温度监控模块。硬件设计说明中提及了FPGA选型、PWM生成方式、通信接口、高压输出模块和保护电路的设计要点。上位机软件采用Python编写,实现了设备连接、命令发送、序列控制等功能,并提供了一个图形用户界面(GUI)用于方便的操作和配置。 适合人群:具备一定硬件设计和编程基础的电子工程师、FPGA开发者及科研人员。 使用场景及目标:①适用于需要精确控制多通道电压输出的实验环境或工业应用场景;②帮助用户理解和掌握FPGA在复杂控制系统中的应用,包括PWM控制、UART通信及多通道信号处理;③为研究人员提供一个可扩展的平台,用于测试和验证不同的电压源控制算法和策略。 阅读建议:由于涉及硬件和软件两方面的内容,建议读者先熟悉FPGA基础知识和Verilog语言,同时具备一定的Python编程经验。在阅读过程中,应结合硬件电路图和代码注释,逐步理解系统的各个组成部分及其相互关系。此外,实际动手搭建和调试该系统将有助于加深对整个设计的理解。
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