洛谷P3399丝绸之路【DP】【黄】

这篇博客介绍了一个关于小仓鼠通过丝绸之路旅行的问题,其中涉及到在不同天气条件下选择移动或休息以最小化疲劳值的动态规划算法。输入包括城市间的距离和每天的气候恶劣值,输出是最小的疲劳值。博主给出了问题的解决方案和代码实现,重点讨论了状态转移方程和初始状态的设定。

Date:2022.03.15
题目描述
小仓鼠带着货物,从中国送到安息,丝绸之路包括起点和终点一共有N+1个城市,0号城市是起点长安,N号城市是终点巴格达。要求不超过M天内必须到达终点。一天的时间可以从一个城市到连续的下一个城市。从i-1城市到i城市距离是Di。
大家都知道,连续赶路是很辛苦的,所以小仓鼠可以在一个城市时,可以有以下选择:
移动:向下一个城市进发
休息:呆在原来的城市不动
沙漠天气变化无常,在天气很不好时,前进会遇到很多困难。我们把M天的第j(1<=j<=M)天的气候恶劣值记为Cj。从i-1城市移动到i城市在第j天进发时,需要耗费Di*Cj的疲劳度。
不过小仓鼠还是有选择权的,可以避开比较恶劣的天气,休息是不会消耗疲劳值的。现在他想知道整个行程最少要消耗多少疲劳值。
输入格式
第一行2个整数N,M
连续N行每行一个整数Dj
连续M行每行一个整数Cj
输出格式
一个整数,表示最小疲劳度
输入输出样例
输入 #1复制
3 5
10
25
15
50
30
15
40
30
输出 #1复制
1125
说明/提示
加粗样式本题时限1s,内存限制128M,因新评测机速度较为接近NOIP评测机速度,请注意常数问题带来的影响。
第1天休息
第2天0->1 疲劳值 10 × 30 = 300 .
第3天1->2 疲劳值 25 × 15 = 375 .
第4天休息
第5天2->3 疲劳值 15 × 30 = 450 .
1 ≦ N ≦ M ≦ 1000
1 ≦ Di , Ci ≦ 1000

思路:f[i][j]f[i][j]f[i][j]:走到iii号已用jjj天的最小疲惫数。
状态转移方程:f[i][j]=min(f[i][j−1],f[i−1][j−1]+a[i]∗b[j]);f[i][j]=min(f[i][j-1],f[i-1][j-1]+a[i]*b[j]);f[i][j]=min(f[i][j1],f[i1][j1]+a[i]b[j]);
初始状态:f[0][i]=0;f[0][i]=0;f[0][i]=0;
代码如下:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1010;
typedef long long LL;
LL n,m,p,k,t,a[N],b[N],f[N][N];
int main()
{
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i];
    for(int i=1;i<=m;i++) cin>>b[i];
    memset(f,0x3f,sizeof f);
    for(int i=0;i<=m;i++) f[0][i]=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=i;j<=m;j++)
            f[i][j]=min(f[i][j-1],f[i-1][j-1]+a[i]*b[j]);
    cout<<f[n][m];
    return 0;
}
P1616疯狂的采药问题是一个完全背包问题,每种草药可以无限次采摘,目标是在给定的时间内选择采药方案,使得采到的草药总价值最大。以下是使用一维动态规划DP)的解决方案: ### 代码实现 ```java import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int T = scanner.nextInt(); // 总时间 int M = scanner.nextInt(); // 草药种类数 int[] time = new int[M + 1]; // 采药时间 int[] value = new int[M + 1]; // 草药价值 // 读取每种草药的时间和价值 for (int i = 1; i <= M; i++) { time[i] = scanner.nextInt(); value[i] = scanner.nextInt(); } System.out.println(getMaxValue(T, M, time, value)); } static long getMaxValue(int totalTime, int herbTypes, int[] time, int[] value) { long[] dp = new long[totalTime + 1]; // dp数组 // 遍历每种草药 for (int i = 1; i <= herbTypes; i++) { // 从前往后更新dp数组(完全背包) for (int j = time[i]; j <= totalTime; j++) { // 选择是否采摘当前草药(可以多次选择) dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - time[i]] + value[i]); } } return dp[totalTime]; } } ``` ### 代码解释 - **输入处理**:首先读取总时间`T`和草药种类数`M`,然后读取每种草药的采药时间`time[i]`和价值`value[i]`。 - **动态规划数组**:使用一维数组`dp`来记录在不同时间限制下能获得的最大价值,`dp[j]`表示在时间`j`内采到的草药的最大价值。 - **状态转移**:对于每种草药,从前往后更新`dp`数组,允许每种草药被多次选择。状态转移方程为`dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - time[i]] + value[i])`,表示在时间`j`内,可以选择不采摘当前草药(保持`dp[j]`不变),或者采摘当前草药(`dp[j - time[i]] + value[i]`),取两者中的最大值。 - **结果输出**:最终结果为`dp[totalTime]`,即总时间`T`内采到的草药的最大价值。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(M * T)$,其中`M`是草药种类数,`T`是总时间。 - **空间复杂度**:$O(T)$,主要使用了一维数组`dp`。 ### 相关代码(C++版本) ```cpp #include "bits/stdc++.h" using namespace std; typedef long long ll; ll dp[10000100]; int value[10010]; int weight[10010]; int main() { int t, m; cin >> t >> m; for (int i = 1; i <= m; ++i) { cin >> weight[i] >> value[i]; } for (int i = 1; i <= m; ++i) { for (int j = weight[i]; j <= t; j++) { dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]); } } cout << dp[t]; return 0; } ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(m * t)$,其中`m`是草药种类数,`t`是总时间。 - **空间复杂度**:$O(t)$,主要使用了一维数组`dp`。
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