分蛋糕问题

本文探讨了一个关于如何将不同半径的圆柱形奶酪平均分配给一定数量的人的问题,确保每个人获得相同体积的奶酪。使用二分查找算法找到最大可分配的奶酪体积。

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

题意:作者要开一个生日party,他现在拥有n块高度都为1的圆柱形奶酪,已知每块奶酪的底面半径为r不等,
作者邀请了f个朋友参加了他的party,他要把这些奶酪平均分给所有的朋友和他自己(f+1人),
每个人分得奶酪的体积必须相等(这个值是确定的),形状就没有要求。
现在要你求出所有人都能够得到的最大块奶酪的体积是多少?


要求是分出来的每一份必须出自同一个pie,也就是说当pie大小为3,2,1,只能分出两个大小为2的,
剩下两个要扔掉。




Input
One line with a positive integer: the number of test cases. Then for each test case:


    One line with two integers N and F with 1 ≤ N, F ≤ 10 000: the number of pies and the number of friends.
    One line with N integers ri with 1 ≤ ri ≤ 10 000: the radii of the pies.


Output
For each test case, output one line with the largest possible volume V such that me and my friends can
 all get a pie piece of size V. The answer should be given as a floating point number with an absolute error of 
 at most 10?3.

#include<stdio.h>

int n,r,f,i,max;
double p[10050];
#define pi 3.1415926535897932
int judge()
{int left=0,right=max;
double mid;
while(right-left>0.000001){
double sum=0;
mid=(left+right)*1.0/2;
for(i=0;i<n;i++)
{
sum=sum+p[i]/mid;
if(sum>f)
left=mid;
else
right=mid;
}
}
return mid;
}
此题主要是利用二分法找最大的体积,二分法查找



int main()
{int t,r;
scanf("%d",&t);
while(t--) 
{
max=0;
scanf("%d",&f);
f=f+1;
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&r);
p[i]=pi*r*r;
if(max<p[i])
max=p[i];
}
printf("%.4lf",judge());


}
return 0;
}
### 贪心算法下的蛋糕问题实现 蛋糕问题是经典的优化问题之一,其核心目标是最小化切割过程中产生的总成本。通过析引用中的描述[^1],可以得出以下结论: #### 核心思路 每次切割都会将蛋糕为两个部,而切割的成本与需要割的块数成正比。因此,在每一次操作中应优先选择当前成本最低的切割方式(水平或垂直)。这种贪心策略能够逐步逼近全局最优解。 以下是基于上述原理的一个Python实现方案: ```python import heapq def min_cost_to_cut_cake(horizontal_cuts, vertical_cuts): horizontal_cuts.sort(reverse=True) # 将横切按降序排列 vertical_cuts.sort(reverse=True) # 将纵切按降序排列 total_cost = 0 # 初始化总成本 h_length = v_length = 1 # 当前横向和纵向长度初始化为1 # 使用堆结构维护两种方向上的切割顺序 pq = [] for cost in horizontal_cuts: heapq.heappush(pq, (-cost * v_length, 'h', cost)) for cost in vertical_cuts: heapq.heappush(pq, (-cost * h_length, 'v', cost)) while pq: current_cost, direction, original_cost = heapq.heappop(pq) if direction == 'h': total_cost += -current_cost # 更新总成本 h_length += 1 # 增加横向长度 # 如果还有剩余未处理的竖直切割,则重新加入队列 if len(vertical_cuts) > 0: new_entry = (-vertical_cuts[0]*h_length, 'v', vertical_cuts.pop(0)) heapq.heappush(pq, new_entry) elif direction == 'v': total_cost += -current_cost # 更新总成本 v_length += 1 # 增加纵向长度 # 如果还有剩余未处理的水平切割,则重新加入队列 if len(horizontal_cuts) > 0: new_entry = (-horizontal_cuts[0]*v_length, 'h', horizontal_cuts.pop(0)) heapq.heappush(pq, new_entry) return total_cost # 返回计算后的最小成本 ``` 此代码片段实现了如何利用贪心算法解决蛋糕问题的具体逻辑。它首先对所有的潜在切割按照预估代价进行了排序,并借助优先级队列动态调整每一步的选择依据实际影响程度来决定下一步动作。 另外需要注意的是,虽然这里采用了一种较为简单的模型来进行说明,但在更复杂的场景下还需要进一步验证算法的有效性和鲁棒性[^2]。 最后提到的一种多人配情况则涉及到了更加精细的操作流程[^3],这通常适用于公平划领域而非单纯追求效率最大化的情况。
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