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BZOJ 1044 木棍分割 解題報告(二分+DP),bzoj1044

編輯:C++入門知識

BZOJ 1044 木棍分割 解題報告(二分+DP),bzoj1044


來到機房刷了一道水(bian’tai)題。題目思想非常簡單易懂(我的做法實際上參考了Evensgn 范學長,在此多謝范學長了)

題目擺上:

1044: [HAOI2008]木棍分割

Time Limit: 10 Sec  Memory Limit: 162 MB
Submit: 3162  Solved: 1182
[Submit][Status][Discuss]

Description

  有n根木棍, 第i根木棍的長度為Li,n根木棍依次連結了一起, 總共有n-1個連接處. 現在允許你最多砍斷m個連
接處, 砍完後n根木棍被分成了很多段,要求滿足總長度最大的一段長度最小, 並且輸出有多少種砍的方法使得總長
度最大的一段長度最小. 並將結果mod 10007。。。

Input

  輸入文件第一行有2個數n,m.接下來n行每行一個正整數Li,表示第i根木棍的長度.n<=50000,0<=m<=min(n-1,10
00),1<=Li<=1000.

Output

  輸出有2個數, 第一個數是總長度最大的一段的長度最小值, 第二個數是有多少種砍的方法使得滿足條件.

Sample Input

3 2
1
1
10

Sample Output

10 2

HINT

兩種砍的方法: (1)(1)(10)和(1 1)(10)

 

多謝范學長的博客教會了我這道DP的優化。 接下來說說這道題的思路: 首先我們需要求被分割後的最長的木條的長度,這個很簡單,二分+貪心check即可,跟基本的套路一樣,相信大家都能理解:
bool check(int x/*x表示我們二分的最長段的長度*/){
    if(x < p)return false;
    int cut = 0,add = 0;
    for(int i = 1;i <= n;++i){
        if(add + a[i] > x){
            cut++;//cut表示當前已經分割了幾次
            if(cut > m)return false;
            add = 0;
        }
        add += a[i];
    }
    return true;
}

while(l <= r){
    mid = (l + r) >> 1;
    if(check(mid))r = mid - 1;
    else l = mid + 1;
}

接下來求完了我們需要的len,就應該求有多少種方案可以滿足len了。

眾所周知,動態規劃的第一步是要寫出狀態……然後再來搞

我們設f[i][j]表示前i段一共分割了j次,設ss[i]為a[i]的前綴和,然後寫出dp方程:

f[i][j] = Σf[k][j-1] 其中k要滿足的條件是(1 <= k < i) && (ss[i] - ss[k] <= len)(這是很容易從題目中得出的)。

於是我們就可以完成了。

但是這樣也太簡單了吧……畢竟是HAOI的題目,如果這麼簡單就是NOIP難度了(雖然本人不否認以前的省選題目也有NOIP難度的)

然後注意到數據范圍:n<=50000,0<=m<=min(n-1,1000)

我們注意到我們程序的時間復雜度實際上是O(n^2 m) 的,這明顯就是爆了時間的。

那然後該怎麼辦呢?

我們可以注意到,如果我們設sumf 表示枚舉到k的時候Σf[k][j-1],(1 <= k < i) && (ss[i] - ss[k] <= len),mink表示滿足(1 <= k < i) && (ss[i] - ss[k] <= len)的最小的k。

其實對於 f[i][Now] ,其實是 f[mink][Last]...f[i-1][Last] 這一段 f[k][Last] 的和,mink 是滿足 Sum[i] - Sum[k] <= Len 的最小的 k ,對於從 1 到 n 枚舉的 i ,相對應的 mink 也一定是非遞減的(因為 Sum[i] 是遞增的)。我們記錄下 f[1][Last]...f[i-1][Last] 的和 Sumf ,mink 初始設為 1,每次對於 i 將 mink 向後推移,推移的同時將被捨棄的 p 對應的 f[p][Last] 從 Sumf 中減去。那麼 f[i][Now] 就是 Sumf 的值。(此段復制自Evensgn的博客,因為我覺得自己可能寫不出來這麼詳細)

這樣我們就不必枚舉k,時間復雜度就降低到可以接受的O(nm)了。

但是這樣就完成了?別天真了,還有一個坑那,時間解決了,空間呢?我們的空間復雜度是O(nm)啊,用計算器算一下明顯超了。

這時候的DP有一個技巧(類似於飛揚的小鳥NOIP2014),我們發現其實j所屬的那一維,只能由j-1轉移而來,所以可以使用最常用的手段——滾動數組,來滾動掉第二維

使用now和pre,f[maxn][2],now和pre只能為0或1,且pre = now^1,每完成一遍外層m循環更新now ^= 1,pre = now^1。

這樣子我們的空間復雜度也降到可以接受的O(n)辣!

終於完成了,接下來就是代碼了:

 1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 #include <cstring>
 4 #include <cmath>
 5 #include <cstdlib>
 6 #include <algorithm>
 7 using namespace std;
 8 const int maxn = 50005;
 9 const int maxm = 1005;
10 const int mod = 10007;
11 int get_num(){
12     int num = 0;
13     char c;
14     bool flag = false;
15     while((c = getchar()) == ' ' || c == '\r' || c == '\n');
16     if(c == '-')
17         flag = true;
18     else num = c - '0';
19     while(isdigit(c = getchar()))
20         num = num * 10 + c - '0';
21     return (flag ? -1 : 1)*num;
22 }
23 int n,m;
24 int a[maxn],ss[maxn];
25 int f[maxn][2];
26 int now,pre,len,p = 0,mid,ans = 0;
27 bool check(int x){
28     if(x < p)return false;
29     int cut = 0,add = 0;
30     for(int i = 1;i <= n;++i){
31         if(add + a[i] > x){
32             cut++;
33             if(cut > m)return false;
34             add = 0;
35         }
36         add += a[i];
37     }
38     return true;
39 }
40 int main(){
41     memset(f,0,sizeof(f));
42     memset(a,0,sizeof(a));
43     memset(ss,0,sizeof(ss));
44     n = get_num();
45     m = get_num();
46     for(int i = 1;i <= n;++i){
47         a[i] = get_num();
48         ss[i] = a[i] + ss[i-1];
49         p = max(p,a[i]);
50     }
51     int l = 0,r = 50000000;
52     while(l <= r){
53         mid = (l + r) >> 1;
54         if(check(mid))r = mid - 1;
55         else l = mid + 1;
56     }
57     len = r + 1;
58     now = 0;
59     pre = now^1;
60     int sumf = 0;
61     int mink = 0;
62     for(int i = 0;i <= m;++i){
63         sumf = 0;
64         mink = 1;
65         for(int j = 1;j <= n;++j){
66             if(i == 0)
67                 if(ss[j] <= len)f[j][now] = 1;
68                 else f[j][now] = 0;
69             else{
70                 while(mink < j && ss[j] - ss[mink] > len){
71                     sumf -= f[mink][pre];
72                     sumf = (sumf + mod) % mod;
73                     mink++;
74                 }
75                 f[j][now] = sumf;
76             }
77             sumf += f[j][pre];
78             sumf %= mod;
79         }
80         ans += f[n][now];
81         ans %= mod;
82         now ^= 1;
83         pre = now ^ 1;
84     }
85     printf("%d %d\n",len,ans);
86     return 0;
87 }

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