Bzoj 1619 [Usaco2008 Nov]Guarding the Farm 保卫牧场

本文介绍了一种通过广度优先搜索(BFS)算法来计算地图上山丘数量的方法。地图以数字矩阵形式给出,每个元素代表该位置的海拔高度。算法通过遍历地图并寻找每个独立的最高点来确定山丘的数量。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Description

The farm has many hills upon which Farmer John would like to place guards to ensure the safety of his valuable milk-cows. He wonders how many guards he will need if he wishes to put one on top of each hill. He has a map supplied as a matrix of integers; the matrix has N (1 < N <= 700) rows and M (1 < M <= 700) columns. Each member of the matrix is an altitude H_ij (0 <= H_ij <= 10,000). Help him determine the number of hilltops on the map. A hilltop is one or more adjacent matrix elements of the same value surrounded exclusively by either the edge of the map or elements with a lower (smaller) altitude. Two different elements are adjacent if the magnitude of difference in their X coordinates is no greater than 1 and the magnitude of differences in their Y coordinates is also no greater than 1.

农夫JOHN的农夫上有很多小山丘,他想要在那里布置一些保镖(……)去保卫他的那些相当值钱的奶牛们。 他想知道如果在一座小山丘上布置一名保镖的话,他总共需要招聘多少名保镖。他现在手头有一个用数字矩阵来表示地形的地图。这个矩阵有N行(1 < N < = 100)和M列( 1 < M < = 70) 。矩阵中的每个元素都有一个值H_ij(0 < = H_ij < =10,000)来表示该地区的海拔高度。请你帮助他统计出地图上到底有多少个小山丘。 小山丘的定义是:若地图中一个元素所邻接的所有元素都比这个元素高度要小(或它邻接的是地图的边界),则该元素和其周围所有按照这样顺序排列的元素的集合称为一个小山丘。这里邻接的意义是:若一个元素与另一个横坐标纵坐标和它的横纵坐标相差不超过1,则称这两个元素邻接。 问题名称:guard 输入格式: 第一行:两个由空格隔开的整数N和M 第二行到第N+1行:第I+1行描述了地图上的第I行,有M个由空格隔开的整数:H_ij.

Input

  • Line 1: Two space-separated integers: N and M
  • Lines 2..N+1: Line i+1 describes row i of the matrix with M space-separated integers: H_ij

Output

  • Line 1: A single integer that specifies the number of hilltops

Sample Input

8 7
4 3 2 2 1 0 1
3 3 3 2 1 0 1
2 2 2 2 1 0 0
2 1 1 1 1 0 0
1 1 0 0 0 1 0
0 0 0 1 1 1 0
0 1 2 2 1 1 0

0 1 1 1 2 1 0

Sample Output

3

HINT

三个山丘分别是:左上角的高度为4的方格,右上角的高度为1的方格,还有最后一行中高度为2的方格.

Key To Problem

算是比较水的bfs吧,还是直接看代码好了

Code

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#define N 710
using namespace std;
struct node
{
    int x,y,s;
};
node Edge[N*N];
int n,m,tot;
int map[N][N];
bool used[N][N];
int dir[8][2]={
    0,1,
    1,0,
    -1,0,
    0,-1,
    1,-1,
    -1,1,
    -1,-1,
    1,1
};

bool cmp(node a,node b)
{
    return a.s>b.s;
}

bool is(int x,int y)
{
    if(x<=0||x>n||y<=0||y>m)
        return 1;
    return 0;
}

void bfs(node u)
{
    used[u.x][u.y]=true;
    queue<node>Q;
    Q.push(u);
    while(!Q.empty())
    {
        node k=Q.front();
        Q.pop();
        for(int i=0;i<8;i++)
        {
            int xx=dir[i][0]+k.x;
            int yy=dir[i][1]+k.y;
            if(!map[xx][yy]||used[xx][yy]||is(xx,yy))
                continue;
            if(map[xx][yy]>map[k.x][k.y])
                continue;
            used[xx][yy]=true;
            node p;
            p.x=xx,p.y=yy;
            Q.push(p);
        }
    }
}

int main()
{
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        for(int j=1;j<=m;j++)
        {
            scanf("%d",&map[i][j]);
            tot++;
            Edge[tot].x=i,Edge[tot].y=j,Edge[tot].s=map[i][j];
        }
    }
    sort(Edge+1,Edge+tot+1,cmp);
    int ans=0;
    for(int i=1;i<=n*m;i++)
    {
        node k=Edge[i];
        if(!map[k.x][k.y]) break;
        if(!used[k.x][k.y])
            bfs(k),ans++;
    }
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}
### 回答1: bzoj[1597][usaco2008 mar]土地购买 斜率优化 这道题是一道经典的斜率优化题目,需要用到单调队列的思想。 首先,我们可以将题目中的式子进行变形,得到: f[i] = f[j] + (sum[i] - sum[j] - m) ^ 2 + k 其中,sum[i] 表示前缀和,m 和 k 都是常数。 我们可以将式子中的 sum[i] 和 k 看作常数,那么我们需要优化的就是 (sum[i] - sum[j] - m) ^ 2 这一项。 我们可以将其展开,得到: (sum[i] - sum[j] - m) ^ 2 = sum[i] ^ 2 - 2 * sum[i] * (sum[j] + m) + (sum[j] + m) ^ 2 我们可以将其看作一个二次函数,其中 a = 1,b = -2 * (sum[j] + m),c = (sum[j] + m) ^ 2。 我们可以发现,当 j < k 时,如果 f[j] + a * sum[j] + b * sum[j] <= f[k] + a * sum[k] + b * sum[k],那么 j 就不可能是最优决策点,因为 k 比 j 更优。 因此,我们可以用单调队列来维护决策点。具体来说,我们可以维护一个单调递增的队列 q,其中 q[i] 表示第 i 个决策点的下标。每次加入一个新的决策点 i 时,我们可以将队列尾部的决策点 j 弹出,直到队列为空或者 f[j] + a * sum[j] + b * sum[j] <= f[i] + a * sum[i] + b * sum[i]。然后,我们将 i 加入队列尾部。 最后,队列头部的决策点就是最优决策点。我们可以用类似于双指针的方法来维护队列头部的决策点是否在当前区间内,如果不在,就弹出队列头部。 时间复杂度为 O(n)。 ### 回答2: 这道题目属于斜率优化的经典题目,难度较高,需要掌握一定的数学知识。 首先,我们可以将题目中的“最大利润”转化为“最小成本”,这样问题就变成了找到一个方案,使得购买土地的成本最小。 接着,我们考虑如何用斜率优化来解决这个问题。我们可以定义一个函数f(i),表示前i块土地的最小成本。 显然,f(1)=0,因为不需要购买任何土地。 对于f(i),它可以由f(j)+b(i)×a(j+1)得到,其中j<i,a(j+1)表示第j+1块土地的面积,b(i)表示第i块土地的价格。这个式子的含义是,我们现在要购买第i块土地,那么前面的土地(即前j块)就都要买,所以f(j)表示前j块土地的最小成本,b(i)×a(j+1)表示购买第i块土地的成本。 那么,我们可以得到递推公式: f(i)=min{f(j)+b(i)×a(j+1)},其中j<i。 这个公式看起来很简单,但是要注意的是,当b(i)×a(j+1)的斜率相同时,我们需要取其中面积较小的土地,因为它的价格更低。因此,我们需要对斜率进行排序,并在递推中用单调队列维护斜率相等的情况下面积最小的土地。 最终,f(n)就是题目所求的最小成本。 总之,这道题目需要深入理解斜率优化算法的原理和实现方式,并且需要注意细节处理,如果能够顺利地解决这个问题,那么对于斜率优化算法的掌握程度就有了很大的提升。 ### 回答3: 土地购买问题可以采用斜率优化算法来解决。这个问题可以转化为一个单调队列的问题。 首先,我们需要对土地价格按照边长从小到大排序。然后,对于每块土地,我们需要求出它的贡献。设 $f_i$ 表示前 $i$ 块土地连续的最小代价。 设当前处理到第 $i$ 块土地,已经求出了前 $j$ 块土地的最小代价 $f_j$。那么我们可以得到下面这个式子: $$ f_i=\min\limits_{j=1}^{i-1}\{f_j+(S_i-S_j)^2+P\} $$ 式子中,$S_i$ 表示前 $i$ 块土地的边长和,$P$ 表示额外购买土地的代价。首先,不考虑额外购买土地,我们可以使用动态规划来求出 $f_i$。但是,考虑到额外购买土地的代价 $P$ 是一个固定值,我们可以考虑将它与某一块土地的代价合并起来,这样就可以使用斜率优化技术来优化动态规划算法。 我们定义一个决策点 $j$,表示我们当前要处理第 $i$ 块土地时,已经处理过 $j$ 块土地,并将第 $j+1$ 块土地到第 $i$ 块土地购买,所需的最小代价。我们假设 $S_i>S_j$,则可以得到下面这个式子: $$ f_i=\min\limits_{j=1}^{i-1}\{f_j+(S_i-S_j)^2+P\} $$ 将它整理成斜率截距式可以得到: $$ y=kx+b $$ 其中 $k=(S_j)^2-2S_iS_j$,$b=f_j+(S_i)^2+P-S_j^2$,$x=S_j$,$y=f_j+(S_j-S_i)^2-S_j^2$。我们发现 $k$ 是一个单调递减的函数,因此我们可以使用一个单调队列来维护所有可能成为决策点的点。对于每个点,我们计算函数 $y$ 的值并将它们加入队列,然后取队头元素的值作为 $f_i$。 综上所述,我们可以使用斜率优化技术来解决土地购买问题,时间复杂度为 $O(n)$。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值