[POJ2728] Desert King 解题报告(最优比率生成树)
题目描述:
After days of study, he finally figured his plan out. He wanted the average cost of each mile of the channels to be minimized. In other words, the ratio of the overall cost of the channels to the total length must be minimized. He just needs to build the necessary channels to bring water to all the villages, which means there will be only one way to connect each village to the capital.
His engineers surveyed the country and recorded the position and altitude of each village. All the channels must go straight between two villages and be built horizontally. Since every two villages are at different altitudes, they concluded that each channel between two villages needed a vertical water lifter, which can lift water up or let water flow down. The length of the channel is the horizontal distance between the two villages. The cost of the channel is the height of the lifter. You should notice that each village is at a different altitude, and different channels can't share a lifter. Channels can intersect safely and no three villages are on the same line.
As King David's prime scientist and programmer, you are asked to find out the best solution to build the channels.
Input
Output
Sample Input
4
0 0 0
0 1 1
1 1 2
1 0 3
0
Sample Output
1.000 题意:有一张无向图,每条边有费用值和长度值,要求找到一颗生成树,使得总费用/总长度最小
问题模型:最优比率生成树
解题方法:
设r=Σc[i]*x[i]/(Σl[i]*x[i])(x[i]=0/1)
目标,最小化r
变形得:Σc[i]*x[i]-r*Σl[i]*x[i]=0
设f[r]=Σc[i]*x[i]-r*Σl[i]*x[i]于是对于每一组x[i],以我们得到一条直线,r是这条直线的横截距(确定x[i]之后其它的都是常数)我们的目标变成,找到全部直线中的最小横截距怎么找呢?首先暴力枚举x[i]绝对是不可取的。我们发现其实只需要二分r的值,然后观察min(f[r])就好,如果min(f[r])还要小于0的话,我们就可以知道r>r*(r*是我们最后的所求值),反之r<r*当我们我们发现min(f[r])==0时,我们认为r=r*然后就直接输出考虑一下二分的时间复杂度,完全没有问题(注意这里是最大化r,包括下面的图,最小化是同理的)
(图片来自大佬ztx的CSDN博客,https://blog.csdn.net/hzoi_ztx/article/details/54898323,感谢大佬)
然而,我们还有一种方法(DinkelbachDinkelbach算法)
基本思想,其实和二分有点像,但它是基于迭代的。我们考虑如上述二分,我们有一个初始值r,
然后我们发现min(f[r])还要小于0,
那我们就直接把r转移到min(f[r])所代表的直线的横截距上。读者细细想想
就知道,不可能得到一个比r*还要小的值,因为r*就是最小的截距了。
于是我们只需要不断迭代转移r就好了。 咳咳,差点忘了。怎么求min(f[r]),其实很显然,为了得到min(f[r])的x[i],
我们得把边的长度按照上面f函数的计算方法改一改跑最小生成树。
为什么呢?
首先这样我们肯定可以得到一组x[i]
同时最小就是保证了我们要算的f的取值最小
代码里是堆优化的prim(我懒。。。不手写堆的)
下面附上我的DinkelbachDinkelbach代码
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<memory.h>
#include<queue>
#include<math.h>
using namespace std; const int maxn=1000+15;
int n,tot;
int head[maxn],in[maxn];
struct VILLAGE
{
double x;double y;double z;
}v[maxn];
struct EDGE
{
int from;int to;int next;double len;double cost;double e;
}edge[maxn<<12];
struct NODE{
int x;double l;double c;double d;
};
bool operator < (const NODE a,const NODE b){
return a.l>b.l;
}
void init(){
memset(edge,0,sizeof(edge));
memset(head,0,sizeof(head));
tot=0;
}
void add(int x,int y,double len,double cost){
edge[++tot]=(EDGE){x,y,head[x],len,cost,0};
head[x]=tot;
}
double prim(double oo)
{
memset(in,0,sizeof(in));
for (int i=1;i<=tot;i++)
{
edge[i].e=edge[i].cost-oo*edge[i].len;
//printf("%d %d %lf\n",edge[i].from,edge[i].to,edge[i].e);
}
priority_queue<NODE> q;
q.push((NODE){1,0,0,0});
int cnt=0;
double c1=0,d1=0;
while (!q.empty()&&cnt<n)
{
NODE k=q.top();q.pop();
if (in[k.x]) continue;
in[k.x]=1;
c1+=k.c;d1+=k.d;cnt++;
for (int i=head[k.x];i;i=edge[i].next)
{
int y=edge[i].to;
q.push((NODE){y,edge[i].e,edge[i].cost,edge[i].len});
}
}
//printf("\n%lf\n",c1/d1);
return c1/d1;
}
int main()
{
while (1)
{
scanf("%d",&n);
if (n==0) break;
init();
for (int i=1;i<=n;i++)
scanf("%lf%lf%lf",&v[i].x,&v[i].y,&v[i].z);
for (int i=1;i<n;i++)
for (int j=i+1;j<=n;j++)
{
double dis=sqrt((v[i].x-v[j].x)*(v[i].x-v[j].x)+(v[i].y-v[j].y)*(v[i].y-v[j].y));
double cost=fabs(v[i].z-v[j].z);
add(i,j,dis,cost);
add(j,i,dis,cost);
}
double r1=0.0,r2=0.0;
while (1){
r2=prim(r1);
if (fabs(r2-r1)<0.00001) break;
r1=r2;
}
printf("%.3f\n",r1);
}
return 0;
}
解决了最小的问题,最大的问题不也就迎刃而解了,只需要找最大截距就好了。这是0/1分数规划的典型之一。
其他的还有最优比率环什么的。
[POJ2728] Desert King 解题报告(最优比率生成树)的更多相关文章
- POJ2728 Desert King 【最优比率生成树】
POJ2728 Desert King Description David the Great has just become the king of a desert country. To win ...
- 【最优比率生成树】poj2728 Desert King
最优比率生成树教程见http://blog.csdn.net/sdj222555/article/details/7490797 个人觉得很明白易懂,但他写的代码略囧. 模板题,但是必须Prim,不能 ...
- poj2728 Desert King(最小生成树+01分数规划=最优比率生成树)
题意 n个点完全图,每个边有两个权值,求分数规划要求的东西的最小值. (n<=1000) 题解 心态炸了. 堆优化primT了. 普通的就过了. 我再也不写prim了!!!! 咳咳 最优比率生成 ...
- POJ 2728 Desert King 最优比率生成树
Desert King Time Limit: 3000MS Memory Limit: 65536K Total Submissions: 20978 Accepted: 5898 [Des ...
- poj 2728 Desert King (最优比率生成树)
Desert King http://poj.org/problem?id=2728 Time Limit: 3000MS Memory Limit: 65536K Descripti ...
- POJ 2728 Desert King ★(01分数规划介绍 && 应用の最优比率生成树)
[题意]每条路径有一个 cost 和 dist,求图中 sigma(cost) / sigma(dist) 最小的生成树. 标准的最优比率生成树,楼教主当年开场随手1YES然后把别人带错方向的题Orz ...
- POJ 2728 Desert King(最优比率生成树 01分数规划)
http://poj.org/problem?id=2728 题意: 在这么一个图中求一棵生成树,这棵树的单位长度的花费最小是多少? 思路: 最优比率生成树,也就是01分数规划,二分答案即可,题目很简 ...
- 最优比率生成树 poj2728
Desert King Time Limit: 3000MS Memory Limit: 65536K Total Submissions: 28407 Accepted: 7863 Desc ...
- [转]01分数规划算法 ACM 二分 Dinkelbach 最优比率生成树 最优比率环
01分数规划 前置技能 二分思想最短路算法一些数学脑细胞? 问题模型1 基本01分数规划问题 给定nn个二元组(valuei,costi)(valuei,costi),valueivaluei是选择此 ...
随机推荐
- 终结者:负载均衡之Nginx(一)
相信非常多人都听过Nginx.这个小巧的东西能够和Apache及IIS相媲美.那么它有什么作用呢?一句话.它是一个减轻Web应用server(如Tomcat)压力和实现Web应用ser ...
- RT-Thread开篇
一直以来对操作系统都有一种既仰慕又畏惧的情感.一方面被操作系统的强大深深吸引.还有一方面又被操作系统的复杂性感到畏惧. 记得在学校的时候也学过一些操作系统的理论知识,但也只限于理论,更似人云亦云. 本 ...
- c语言运算符优先级与while循环案例
sizeof可以获取数据类型的内存中的大小(字节) #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // standared 标准 // inpu ...
- nyoj--528--找球号(三)(位运算&&set)
找球号(三) 时间限制:2000 ms | 内存限制:3000 KB 难度:2 描述 xiaod现在正在某个球场负责网球的管理工作.为了方便管理,他把每个球都编了号,且每个编号的球的总个数都是偶数 ...
- [JZOJ 5905] [NOIP2018模拟10.15] 黑暗之魂(darksoul) 解题报告 (拓扑排序+单调队列+无向图基环树)
题目链接: http://172.16.0.132/senior/#main/show/5905 题目: oi_juruo热爱一款名叫黑暗之魂的游戏.在这个游戏中玩家要操纵一名有 点生命值的无火的余灰 ...
- 最长回文子串 C++实现 java实现 leetcode系列(五)
给定一个字符串 s,找到 s 中最长的回文子串.你可以假设 s 的最大长度为 1000. 示例 1: 输入: "babad" 输出: "bab" 注意: &qu ...
- 关于JQuery中的事件冒泡
什么是事件冒泡? 事件冒泡就是当父元素和子元素存在同一事件时在子元素的事件处理程序中会自动调用其父级元素的事件处理程序. demo: <!DOCTYPE html> <html xm ...
- 使用终端改变MAC默认截图存放地址
使用终端改变MAC默认截图存放地址的过程主要分为两步: 第一步:输入如下命令,回车 defaults write com.apple.screencapture location 要存放到的位置的绝对 ...
- python 3.x 学习笔记8 (os模块及xml修改)
1.os模块操作 os.getcwd(): # 查看当前所在路径. os.listdir(path): ...
- intellij idea 15 for mac破解版(含注册码)下载
转载 https://blog.csdn.net/dataiyangu/article/details/81163118
(图片来自大佬ztx的CSDN博客,https://blog.csdn.net/hzoi_ztx/article/details/54898323,感谢大佬)