BZOJ1010玩具裝箱Toy
@[斜率優化]
Description
P教授要去看奥运,但是他舍不下他的玩具,于是他决定把所有的玩具运到北京。他使用自己的压缩器进行压
缩,其可以将任意物品变成一堆,再放到一种特殊的一维容器中. P教授有编号为\(1 .. N\)的\(N\)件玩具,第\(i\)件玩具经过压缩后变成一维长度为\(C_i\).为了方便整理, P教授要求在一个一维容器中的玩具编号是连续的。同时如果一个一维容
器中有多个玩具,那么两件玩具之间要加入一个单位长度的填充物,形式地说如果将第i件玩具到第j个玩具放到一个容器中,那么容器的长度将为 $$x = j - i + \sum_{k = i}^{j} C_i$$ 制作容器的费用与容器的长度有关,根据教授研究,如果容器长度为\(x\), 其制作费用为\((X-L)^2\). 其中\(L\)是一个常量。P教授不关心容器的数目,他可以制作出任意长度的容器,甚至超过\(L\). 但他希望费用最小.
Input
第一行输入两个整数N,L.接下来N行输入\(C_i\). \(1 <= N <= 50000, 1 <= L, C_i <= 10^7\)
Output
输出最小费用
Sample Input
5 4
3
4
2
1
4
Sample Output
1
Solution
典型的斜率優化DP
令\(f[i]\)記錄標號為從\(1\)到\(i\)的玩具全部壓縮好所需要的最小費用, 則可以得到DP递推式$$f[i] = min_{j = 0}^{i - 1}(f[j] + (sum[i] - sum[j] + i - j - 1 - L)^2)$$其中\(sum[i]\)記錄編號從\(1\)到\(i\)的玩具的長度總和.
假設在\(i > j > k\)中, 對於\(i\)有\(j\)比\(k\)優, 則$$f[j] + (sum[i] - sum[j] + i - j - 1 - L)^2 < f[k] + (sum[i] - sum[k] + i - k - 1 - L)^2$$
化簡得到
\]
其中$$a[i] = sum[i] + 1 - L$$$$b[i] = sum[i] + i$$
*Hint: 化簡有一定技巧. 一般來說, 化簡得到的結果要把含\(i\)的項移至等號右邊, 不含\(i\)的項移至左邊, 以方便後續運算.
可以將這個除法式子理解為所謂的斜率, 記為\(slope(j, k)\)
然後用隊列來維護DP. 具體過程如下:
- 對於隊頭的兩個元素, 假如有\(slope(queue[head + 1], queue[head]) > 2 * a[i]\)則說明隊列中第二個元素比第一個優, 隊頭出隊.
- 此時可以確保隊頭元素是最優解, 用隊頭元素計算出\(f[i]\)的數值
- 在有了\(f[i]\)的值的情況下, 就可以在隊尾進行維護了. 對於隊尾的兩個元素記為\(x, y(x > y)\), 假如有\(slope(x, y) > slope(i, x)\)則說明\(x\)是無用的, 可以出隊. 具體證明如下: (1). 假如\(slope(x, y) > slope(i, x) > 2 * a[i]\), 則雖然有\(x\)比\(i\)優, 但又有\(y\)比\(x\)優, 因此\(x\)可出隊; (2). 假如\(slope(x, y) > slope(i, x) < 2 * a[i]\), 則有\(i\)比\(x\)優, \(x\)可出隊.
- 將\(i\)加入隊尾
維護過程結束. 注意每一步的順序, 都是有先後性的, 不要搞反.
然後再說道一個點, 這一題一定要開\(long long\)
感覺現階段推公式的能力還要加強, 這一坨東西我推錯了好多次QAQ
附上代碼
#include<cstdio>
#include<cctype>
#include<cstring>
using namespace std;
inline long long read()
{
long long x = 0, flag = 1;
char c;
while(! isdigit(c = getchar()))
if(c == '-')
flag *= - 1;
while(isdigit(c))
x = x * 10 + c - '0', c = getchar();
return x * flag;
}
const long long N = 1 << 16;
long long c[N];
long long sum[N];
long long a[N], b[N];
long long queue[N];
long long f[N];
inline long long sqr(long long x)
{
return x * x;
}
inline long double slope(long long x, long long y)
{
return (long double)((f[x] + sqr(b[x])) - (f[y] + sqr(b[y]))) / (long double)(b[x] - b[y]);
}
int main()
{
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("BZOJ1010.in", "r", stdin);
freopen("BZOJ1010.out", "w", stdout);
#endif
long long n = read(), l = read();
sum[0] = 0;
a[0] = - 1 - l;
b[0] = 0;
for(long long i = 1; i <= n; i ++)
{
c[i] = read();
sum[i] = c[i] + sum[i - 1];
a[i] = sum[i] + i - 1 - l;
b[i] = sum[i] + i;
}
long long head = 0, tail = 1;
queue[head] = 0;
memset(f, 0, sizeof(f));
for(long long i = 1; i <= n; i ++)
{
while(head + 1 < tail && slope(queue[head + 1], queue[head]) < 2 * (float)a[i])
head ++;
f[i] = f[queue[head]] + sqr(a[i] - b[queue[head]]);
while(head + 1 < tail && slope(queue[tail - 1], queue[tail - 2]) > slope(i, queue[tail - 1]))
tail --;
queue[tail ++] = i;
}
printf("%lld\n", f[n]);
}
順便, 這裡想借這一題, 寫一點關於斜率優化的深層次理解, 主要圍繞隊列的維護方面. 首先是入隊, 為什麼要通過這種方式確定隊尾元素的保留還是彈出? 為什麼在\(slope(i, queue[tail - 1]) > 2 * a[i]\)的情況下仍然要將\(i\)入隊? 主要是出於對後效性的考慮. 對於\(2 * a[i]\)不難看出, 它是隨著\(i\)的增大而遞增的. 因此, 對於一個\(i\), 雖然在當前不一定是最優的, 但在之後可能成為最優解, 因此要入隊. 因此在隊尾出隊的原則, 應該是與當前的\(a[i]\)無關的. 至於在隊頭出隊的原則, 也是在考慮到\(2 * a[i]\)的單調性以及確保無後效性的情況下才出隊的.
另外一點就是關於判斷一道題是否可以進行斜率优化. 這主要取決於等式右邊的斜率是否滿足單調性. 雖然說從隊尾出隊的元素與斜率無關, 但是隊頭出隊的元素是需要依賴於斜率的單調性的. 因此斜率是否滿足單調性可以作為一題是否可以採用 常規 的斜率优化的判斷依據.(假如不滿足, 還可以採用特殊的方法優化DP)
BZOJ1010玩具裝箱Toy的更多相关文章
- [BZOJ1010]玩具装箱toy(斜率优化)
Description P教授要去看奥运,但是他舍不下他的玩具,于是他决定把所有的玩具运到北京.他使用自己的压缩器进行压缩,其可以将任意物品变成一堆,再放到一种特殊的一维容器中.P教授有编号为1... ...
- BZOJ-1010 玩具装箱toy (斜率优化)
题目大意:将n个数分成若干组,并且每组的数在原数组中应是连续的,每组会产生的代价为sum(i)-sum(j)+i-j-1-m,m为已知的常数.求最小代价. 题目分析:定义dp(i)表示将前 i 个元素 ...
- [NOIP2016day1T1] 玩具迷題(toy)
题目描述 小南有一套可爱的玩具小人, 它们各有不同的职业. 有一天, 这些玩具小人把小南的眼镜藏了起来. 小南发现玩具小人们围成了一个圈,它们有的面朝圈内,有的面朝圈外.如下图: 这时singer告诉 ...
- bzoj1010 玩具装箱
玩具装箱 P教授要去看奥运,但是他舍不下他的玩具,于是他决定把所有的玩具运到北京.他使用自己的压缩器进行压缩,其可以将任意物品变成一堆,再放到一种特殊的一维容器中.P教授有编号为1...N的N件玩具, ...
- Noip2016day1 玩具迷题toy
题目描述 小南有一套可爱的玩具小人, 它们各有不同的职业. 有一天, 这些玩具小人把小南的眼镜藏了起来. 小南发现玩具小人们围成了一个圈,它们有的面朝圈内,有的面朝圈外.如下图: 这时singer告诉 ...
- BZOJ1010玩具装箱 - 斜率优化dp
传送门 题目分析: 设\(f[i]\)表示装前i个玩具的花费. 列出转移方程:\[f[i] = max\{f[j] + ((i - (j + 1)) + sum[i] - sum[j] - L))^2 ...
- luogu3195/bzoj1010 玩具装箱(斜率优化dp)
推出来式子然后斜率优化水过去就完事了 #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include ...
- P3195 [HNOI2008] 玩具装箱(斜率优化DP)
题目链接 设\(d[i]\)为将前 \(i\) 个玩具装入箱中所需得最小费用 容易得到动态转移方程: \[d[i] = min(d[j] + (s[i]-s[j]+i-j-1-L)^2), (j< ...
- HNOI2008题目总结
呜呼..NOI前一个月正式开始切BZOJ了……以后的题解可能不会像之前的零散风格了,一套题我会集中起来发,遇到一些需要展开总结的东西我会另开文章详细介绍. 用了一天的时间把HNOI2008这套题切了… ...
随机推荐
- zigbee 中 OSAL 事件传递机制和消息传递机制
一.概述 OSAL (Operating System Abstraction Layer) ,翻译为"操作系统抽象层". OSAL 就是一种支持多任务运行的系统资源分配机制.OS ...
- OpenStack, kvm, qemu-kvm以及libvirt之关系
OpenStack, kvm, qemu-kvm以及libvirt之关系: KVM是最底层的hypervisor,它是用来模拟CPU的运行,它缺少了对network和周边I/O的支持,所以我们是没法直 ...
- MIP启发式算法:Variable neighborhood search
*本文主要记录和分享学习到的知识,算不上原创. *参考文章见链接. 本文主要讲述启发式算法中的变邻域搜索(Variable neighborhood search).变邻域搜索的特色在于邻域结构的可变 ...
- 打印机增强软件pdfpro
http://3dx.pc6.com/gm1/pdfpro.zip
- HT1621控制的段式液晶驱动程序
MCU是STM8S207 /*LED 字模结构*/ typedef struct { char mChar; u8 mModal; }LED_MODAL_DEFINE; typedef struct ...
- Python之log的处理方式
配置文件: #! /usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """ logging配置 """ ...
- Diango 一——URL
内容概要 1.web框架初识 2.MTV模式 3.Django创建流程和命令行工具 4.配置文件 settings 5.视图函数 views 6.路由系统 URL 7.模板系统 templat ...
- python week08 并发编程之多进程--理论部分
一 什么是进程 进程:正在进行的一个过程或者说一个任务. 而负责执行任务则是cpu. 举例(单核+多道,实现多个进程的并发执行): Jame在一个时间段内有很多任务要做:python学习任 ...
- TensorFlow——零碎语法知识点
张量(tensor) 张量 是图中计算节点的运算结果的引用,由name,shape,type三个属性构成. 张量的命名 可以以“name:src_output”的形式给出,node为计算节点名称,sr ...
- [uiautomator篇] 如何获取apk的包名 博客模板
Android自动化学习笔记:获取APK包名的几种方法 ------------------------------------------------------------------------ ...