POJ 2057 The Lost House 树型dp+贪心思想在动态规划上的应用

本文探讨了一个关于蜗牛寻找遗失家园的问题,采用树形动态规划的方法求解最小期望路径。通过定义状态并运用贪心策略优化访问顺序,实现了从O(k!)到O(klogk)的时间复杂度降低。

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

题意:

蜗牛的房子遗失在一颗树的某个叶子结点,它要从根节点出发开始寻找它的房子。中间一些节点可能会住着一些虫子,这些虫子会告诉蜗牛它的房子是否在该节点为根的子树上。假设蜗牛每走一条边的花费是1,且房子在每个节点的概率相等。问蜗牛找到他房子的最小期望。

分析:

参考2006年全国信息学冬令营讲座 贪婪的动态规划---浅谈贪心思想在动态规划中的应用

不难分析出本体模型是树形dp

那么我们令suc【i】表示蜗牛house在i为根的子树上的期望和

    fai【i】表示蜗牛house不在i为根的子树上的时候遍历该子树所需要的时间

   num【i】表示i为根的子树的结点个数

那么很明显ans=suc【1】/num【1】

如果节点u有k个结点我们按照tmp【1】~tmp【k】进行访问

suc【u】=fai【u】=0;

for i =1 to k

suc【u】+=(fai【u】+1)*num【tmp【i】】+suc【tmp【i】】(fai【u】为当前访问的节点i子树有house则前面访问的步数为浪费的时间 一共要浪费num【tmp【i】】次)

fai【u】+=fai【tmp【i】】+2;(+2为从v到u在从u回到v的花费)

那么tmp【】数组如何得到,如果当前有k个节点那么有k!种构成tmp【】

这时候我们用贪心的思想来分析问题:考虑到一种访问顺序中两个相邻的元素v和v+1,如果v和v+1交换后得到值大于之前的值,那么v一定在v+1之前

令交换前后做差发现suc【u】-suc【u】‘=(fai【s(v)】+2)*num【s(v+1)】-(fai【s(v+1)】+2)*num【s(v)】

这只和v和v+1有关,那么我们可以以此排序就可以达到最优解 那么 k!-->klogk

ACcode:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#define maxn 1111
using namespace std;
int suc[maxn];
int fai[maxn];
int num[maxn];
int hed[maxn];
int bug[maxn];
int tot,n,x;
char s[2];
struct N{
    int to,next;
}my[maxn];
void add(int u,int v){
    my[tot].to=v;my[tot].next=hed[u];hed[u]=tot++;
}
void init(){
    memset(suc,0,sizeof(suc));
    memset(fai,0,sizeof(fai));
    memset(num,0,sizeof(num));
    memset(hed,-1,sizeof(hed));
    tot=0;
}
bool cmp(int u,int v){
    return (fai[u]+2)*num[v]<(fai[v]+2)*num[u];
}
void dfs(int u){
    if(hed[u]==-1)suc[u]=0,num[u]=1,fai[u]=0;
    int tmp[maxn],t=0;
    for(int i=hed[u];i!=-1;i=my[i].next){
        int v=my[i].to;
        tmp[t++]=v;
        dfs(v);
        num[u]+=num[v];
    }
    sort(tmp,tmp+t,cmp);
    for(int i=0;i<t;++i){
        suc[u]+=(fai[u]+1)*num[tmp[i]]+suc[tmp[i]];
        fai[u]+=fai[tmp[i]]+2;
    }
    if(bug[u])fai[u]=0;
}
int main(){
    while(scanf("%d",&n)&&n){
        init();
        for(int i=1;i<=n;++i){
            scanf("%d%s",&x,s);
            bug[i]=s[0]=='Y';
            if(x!=-1)add(x,i);
        }
        dfs(1);
        printf("%.4f\n",(double)suc[1]/(double)num[1]);
    }
}


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