洛谷 P2392 kkksc03考前临时抱佛脚(难度:普及- &Python实现)
题目背景
kkksc03 的大学生活非常的颓废,平时根本不学习。但是,临近期末考试,他必须要开始抱佛脚,以求不挂科。
题目描述
这次期末考试,kkksc03 需要考 4 4 4 科。因此要开始刷习题集,每科都有一个习题集,分别有 s 1 , s 2 , s 3 , s 4 s_1,s_2,s_3,s_4 s1,s2,s3,s4 道题目,完成每道题目需要一些时间,可能不等( A 1 , A 2 , … , A s 1 A_1,A_2,\ldots,A_{s_1} A1,A2,…,As1, B 1 , B 2 , … , B s 2 B_1,B_2,\ldots,B_{s_2} B1,B2,…,Bs2, C 1 , C 2 , … , C s 3 C_1,C_2,\ldots,C_{s_3} C1,C2,…,Cs3, D 1 , D 2 , … , D s 4 D_1,D_2,\ldots,D_{s_4} D1,D2,…,Ds4)。
kkksc03 有一个能力,他的左右两个大脑可以同时计算 2 2 2 道不同的题目,但是仅限于同一科。因此,kkksc03 必须一科一科的复习。
由于 kkksc03 还急着去处理洛谷的 bug,因此他希望尽快把事情做完,所以他希望知道能够完成复习的最短时间。
输入格式
本题包含 5 5 5 行数据:第 1 1 1 行,为四个正整数 s 1 , s 2 , s 3 , s 4 s_1,s_2,s_3,s_4 s1,s2,s3,s4。
第 2 2 2 行,为 A 1 , A 2 , … , A s 1 A_1,A_2,\ldots,A_{s_1} A1,A2,…,As1 共 s 1 s_1 s1 个数,表示第一科习题集每道题目所消耗的时间。
第 3 3 3 行,为 B 1 , B 2 , … , B s 2 B_1,B_2,\ldots,B_{s_2} B1,B2,…,Bs2 共 s 2 s_2 s2 个数。
第 4 4 4 行,为 C 1 , C 2 , … , C s 3 C_1,C_2,\ldots,C_{s_3} C1,C2,…,Cs3 共 s 3 s_3 s3 个数。
第 5 5 5 行,为 D 1 , D 2 , … , D s 4 D_1,D_2,\ldots,D_{s_4} D1,D2,…,Ds4 共 s 4 s_4 s4 个数,意思均同上。
输出格式
输出一行,为复习完毕最短时间。
样例 #1
样例输入 #1
1 2 1 3
5
4 3
6
2 4 3
样例输出 #1
20
提示
1 ≤ s 1 , s 2 , s 3 , s 4 ≤ 20 1\leq s_1,s_2,s_3,s_4\leq 20 1≤s1,s2,s3,s4≤20。
1 ≤ A 1 , A 2 , … , A s 1 , B 1 , B 2 , … , B s 2 , C 1 , C 2 , … , C s 3 , D 1 , D 2 , … , D s 4 ≤ 60 1\leq A_1,A_2,\ldots,A_{s_1},B_1,B_2,\ldots,B_{s_2},C_1,C_2,\ldots,C_{s_3},D_1,D_2,\ldots,D_{s_4}\leq60 1≤A1,A2,…,As1,B1,B2,…,Bs2,C1,C2,…,Cs3,D1,D2,…,Ds4≤60。
问题分析
因为左右脑只能计算同类型的题目,所以在计算过程中,我们需要算出每一科所有练习题的最小时间,之后再相加得到最后的答案
相信很多人第一开始想到的是贪心,先让左右脑做时间尽可能大的题目,因为在做较大时间的时候可以一并处理很多小时间的作业。但是这样子会使完成的时间趋向于较大的时间。(这里提到的是我一开始想到的贪心/(ㄒoㄒ)/~~,通过率50%,大家可以试试别的贪心看下结果如何O(∩_∩)O)
其实,无论是哪种贪心算法,究极的目的都是让左右脑的时间大小尽可能趋同。也就是:尽可能趋向于 总时间的二分之一
这里,我们需要先得到这一科目的总时间 sum 。在我们得到了一边的结果 time1 后,另一个脑子所花费的时间就是sum - time1 。之后,我们只需要取这两个值中较大的那个就是这一科作业的最小时间。
问题的关键就是如何得到这个神秘的 太木一(time1 ( ̄▽ ̄)") time1 所代表的含义是什么呢?我们发现,他其实代表:
现有 si 个练习,每个练习的占脑时间和解决时间为 j,现在我们限定大脑解决问题的最大时间为 sum/2,求可以解决的最大的时间。这里的最大时间就是 time1
我们发现,time1的解决模型就是 01背包问题;物品的价值和权重都相同,都是解决问题需要的时间。背包的大小就是 sum/2
代码分析
在用代码实现的过程中,首先要先读取第一行的数据,每个科目的数量;之后设置一个全局变量 times 用来累加每科计算的结果
之后,我们进入循环,对四个科目进行具体的计算。在读入数据以后,我们需要计算花费的总时间,并设置dp表
在dp表的设置中,为了节约内存开支,我们使用滚动数组。观测数据可知:每科练习的最大数量是20,每个练习的最大解决时间是60。也就是说,每科的最大解决问题的总时间就是1200,那二分之一就是600。我们就可以设置dp表大小为600。
源代码
python
lens = list(map(int, input().split())) # 读取第一行, 四个科目练习题的数量
times = 0 # 解决四个科目的总时间
for i in range(4):
worktime = list(map(int, input().split())) # 读取后4行, 每一行代表科目i的各个练习题的解决时间
package = sum(worktime) # 计算总时间 (防止与内置函数重名)
dp = [0] * 600 # 设置递归表
for k in range(lens[i]): # 遍历物品
for j in range(package//2, worktime[k]-1, -1): # 遍历背包 滚动数组需要逆序计算
dp[j] = max(dp[j], dp[j-worktime[k]] + worktime[k]) # 滚动01背包
times += max(package-dp[package//2], dp[package//2]) # 结果趋于较大值
print(times) # 得到总时间
C++
#include <iostream>
using namespace std;
int dp[600], s[4], worktime[20];
int times; // 最小时间求和
int sum; // 每行的总时间
int main()
{
int i,j,k;
times=0;
for (i=0;i < 4;i++){
cin >> s[i];
}
for (i=0; i<4; i++){
for (j=0; j<600; j++) dp[j] = 0;
sum = 0;
for (j=0; j<s[i]; j++) {
cin >> worktime[j];
sum += worktime[j];
}
for (j=0; j<s[i]; j++){
for (k=sum/2; k>=worktime[j]; k--){
dp[k] = max(dp[k], dp[k-worktime[j]] + worktime[j]);
}
}
times += max(dp[sum/2], sum-dp[sum/2]);
}
cout << times;
}