kuangbin專題十二基礎dp總結
做這個專題的時候感覺好迷。一度被題噁心到了。。
這題把所有不是獨立思考做出來的題貼出來吧。
A - Max Sum Plus Plus
題解:dp[i][j] 代表前i個數在必須選第i個的前提下組成j組的最大值。
那麼方程為:
dp[i][j]=max(dp[i-1][j]+a[i],dp[k][j-1]+a[i])(k<=i-1&&k>=j-1).
由於n特別大,我們不可能開二維陣列。
其次,我們再看它的複雜度,O(n*m*n),肯定超時。
所以我們要做出這個題首先要解決這兩個問題。
我們想一想,根據它的拓撲序,我們計算的時候可以把i放在第一次,j放在第二層,也可以倒過來放。那麼倒過來放後我們可以發現dp[i][j] 會由它上一個計算的值以及上一層(也就是j-1層)的max(dp[k][j-1] (k<=i-1&&k>=j-1))得出。既然只由這兩個得出,我們就可以只開一個一維陣列dp[n]來存當前層的答案,再開一個mx[n]陣列存上一層的極值即可。
這樣轉換後,空間及時間都不會超了。
注意mx陣列的修改順序,因為當計算第
i個數時,我們需要mx[i-1]的值,所以mx[i-1]的值需要在用完之後才能改。
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn = 1e6 + 5;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
int a[maxn], dp[maxn], mx[maxn];
int main()
{
int m, n;
while (~scanf("%d %d", &m, &n))
{
for (int i = 1;i <= n;i++)scanf("%d", &a[i]);
memset(dp, 0, sizeof(dp));
memset(mx, 0, sizeof(mx));
int Max;
for (int j = 1;j <= m;j++)
{
Max = -inf;
for (int i = j;i <= n;i++)
{
dp[i] = max(dp[i - 1] + a[i], mx[i - 1 ] + a[i]);
mx[i - 1] = Max;
Max = max(Max, dp[i]);
}
}
printf("%d\n", Max);
}
return 0;
}
C - Monkey and Banana
一開始做這個題的時候,想到的是記憶化搜尋,但好像寫搓了,用長寬來做狀態,mle了(現在想想好傻)。
之後就對方塊排個序,就用dp[n]來進行遞推。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
using namespace std;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
struct Qube
{
int x, y, z;
Qube(int _x, int _y, int _z)
{
if (_x < _y)swap(_x, _y);
x = _x, y = _y, z = _z;
}
Qube(){}
bool operator<(const Qube &b)const
{
if (x != b.x)return x > b.x;
return y > b.y;
}
}Q[100];
int dp[100];
int main()
{
int n;
int cas = 1;
while (~scanf("%d", &n)&&n)
{
int x, y, z;
int now = 0;
for (int i = 1;i <= n;i++)
{
scanf("%d %d %d", &x, &y, &z);
Q[++now] = Qube(x, y, z);
Q[++now] = Qube(x, z, y);
Q[++now] = Qube(y, z, x);
}
sort(Q + 1, Q + 1 + now);
int ans = 0;
for (int i = now;i >= 1;i--)
{
dp[i] = Q[i].z;
for (int j = i+1;j <= now;j++)if(Q[i].x>Q[j].x&&Q[i].y>Q[j].y)
{
dp[i] = max(dp[i], dp[j] + Q[i].z);
}
ans = max(ans, dp[i]);
}
printf("Case %d: maximum height = %d\n", cas++, ans);
}
return 0;
}
D - Doing Homework
這題一點思路都沒有,之後看題解才發現是狀壓。確實狀壓很有道理。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
using namespace std;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
struct node
{
char str[100];
int D, C;
}cls[20];
int dp[1 << 15], pre[1 << 15];
int n;
void out(int num)
{
if (!num)return;
int tmp;
for (int i = 0;i < n;i++)
{
if (((num >> i) & 1) && !((pre[num] >> i) & 1))
{
tmp = i;
break;
}
}
out(pre[num]);
printf("%s\n", cls[tmp].str);
}
int main()
{
int T;
scanf("%d", &T);
while (T--)
{
scanf("%d", &n);
memset(dp, inf, sizeof(dp));
//memset(pre, -1, sizeof(pre));
for (int i = 0;i < n;i++)
scanf("%s %d %d", cls[i].str, &cls[i].D, &cls[i].C);
dp[0] = 0;
for (int i = 0;i < (1 << n);i++)
{
for (int j = 0;j < n;j++)if (!((i >> j) & 1))
{
int cnt = 0;
for (int k = 0;k < n;k++)if ((i >> k) & 1)
cnt += cls[k].C;
cnt += cls[j].C;
if (cnt > cls[j].D)cnt -= cls[j].D;
else cnt = 0;
if (dp[i + (1 << j)] > dp[i] + cnt)
{
dp[i + (1 << j)] = dp[i] + cnt;
pre[i + (1 << j)] = i;
}
}
}
printf("%d\n", dp[(1 << n) - 1]);
out((1 << n) - 1);
}
}
I - 最少攔截系統
一開始並不值得怎麼建狀態,看了別人說貪心可以做,覺得很有道理就用貪心寫了。
我們可以用一個數組B來維護每個系統的最後一個值,也就是每個系統最小的值。然後將B從小到大排序(理解一下為什麼從小到大),然後判斷這個值能否加到B裡面的系統中,如果不能就係統數++ 。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
using namespace std;
int B[1005];
int main()
{
int n;
while (~scanf("%d",&n))
{
int bcount = 0;
int tmp;
for (int i = 1;i <= n;i++)
{
scanf("%d", &tmp);
int j;
for (j = 1;j <= bcount;j++)
{
if (B[j] >= tmp)
{
B[j] = tmp;
break;
}
}
if (j == bcount + 1)
{
B[++bcount] = tmp;
}
sort(B + 1, B + 1 + bcount);
}
printf("%d\n", bcount);
}
return 0;
}
寫部落格的時候看別人寫的才發現 它的本質是最長上升子序列,因為最長上升子序列=序列中不上升的序列的個數。(之後會在另一篇部落格詳細說明).
K - Jury Compromise
這題確實比較有意思。一開始建狀態還是不會建,但看完別人的陣列就知道怎麼做了,果然還是不會寫題。。
我們來分析一下別人的做法(錯誤做法):
首先用二維陣列dp[i][j] 來表示取i個人,他們的差為j,和最大的那個方案的和(差就代表D-P,和就代表D+P)。
那麼dp[i][j]=max(dp[i-1][j-del[k]]+sum[k])。
明顯可以發現上述式子有3層迴圈,第一層i,第二層j,再迴圈k。我們再加人的時候又得需要記錄路徑看之前是否已經加過這個人。
一眼看過去確實有點彆扭,但也說不出哪裡有問題。因為這個題目和01揹包有點類似,只不過是加入了選擇個數的限制而已。我們在做01揹包的時候,首先把物品個數放在最前面,這樣就能保證每個階段都是隻考慮一個物品,所以每個物品並不會放兩次。而這題寫法卻和無限揹包一樣,把物品個數放在最下面,這樣毋庸置疑肯定會選重複,為了避免這個出現,他就做一個判斷是否之前選過這個來把這種情況去除掉。但這裡有一些疑問:比如之前已經有一個最優方案選了A方案,但其實選B方案和選A的貢獻是一樣的。那麼下一次我們在找最優方案時,假設一個元素c在A中,它和B方案可以組成最優方案,但B方案的位置已經被A佔走了,那麼就永遠找不到最優方案了。
這裡有一組資料
9 6
6 2
16 10
4 9
19 8
17 12
4 7
10 2
2 14
5 18
0 0
這組資料的答案是
Jury #1
Best jury has value 54 for prosecution and value 54 for defence:
1 2 3 4 6 9
但是錯誤程式的答案是
Jury #1
Best jury has value 52 for prosecution and value 52 for defence:
1 3 4 5 6 8
當正解和錯誤答案dp[5][-4+fixd] 都等於100(正解選擇2,3,4,6,9,而錯誤程式選擇了1,2,4,8,9),所以正解會選上1,變成總和108,但錯誤程式之前就選了1,那麼它永遠找不到這個答案了。
說了那麼多,實際上這題就是01揹包的變形題,按照01揹包的寫法即可做出來。
輸出路徑的程式碼希望大家可以理解理解,這裡不再贅述了。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
using namespace std;
const int maxn = 205;
int D[maxn], P[maxn];
int Deldp[maxn], Sumdp[maxn];
int dp[maxn][25][1000];
int path[maxn][25][1000];
void out(int a, int b, int idx)
{
if (b == 0)return;
int now = path[a][b][idx];
if (a != now)
out(a - 1, b, idx);
else
{
out(a - 1, b - 1, idx - Deldp[now]);
printf(" %d", now);
}
}
int main()
{
int n, m;
int cas = 1;
while (~scanf("%d %d",&n,&m)&&n)
{
memset(dp, -1, sizeof(dp));
int fixd = 400;
for (int i = 1;i <= n;i++)
{
scanf("%d %d", &D[i], &P[i]);
Deldp[i] = D[i] - P[i];
Sumdp[i] = D[i] + P[i];
}
for (int i = 0;i <= n;i++)
dp[i][0][fixd] = 0;
// dp[0][0][fixd] = 0;
for (int i = 1;i <= n;i++)
for(int j=1;j<=min(i,m);j++)
for (int k = 0;k <= 800;k++)
{
dp[i][j][k] = dp[i - 1][j][k];
path[i][j][k] = path[i - 1][j][k];
if (k >= Deldp[i] && dp[i - 1][j - 1][k - Deldp[i]] != -1)
{
if (dp[i][j][k] < dp[i - 1][j - 1][k - Deldp[i]] + Sumdp[i])
{
dp[i][j][k] = dp[i - 1][j - 1][k - Deldp[i]] + Sumdp[i];
path[i][j][k] = i;
}
}
//if (dp[i][j][k] != -1)
//printf("%d %d %d %d\n", i, j, k, dp[i][j][k]);
}
int i = 0;
while (dp[n][m][fixd + i] == -1 && dp[n][m][fixd - i] == -1)
{
i++;
}
int idx = dp[n][m][fixd + i] > dp[n][m][fixd - i] ? fixd + i : fixd - i;
printf("Jury #%d\n", cas++);
printf("Best jury has value %d for prosecution and value %d for defence:\n", (dp[n][m][idx] + (idx - fixd)) / 2, (dp[n][m][idx] - ( idx - fixd)) / 2);
out(n, m, idx);
puts("");
}
return 0;
}
Q - Phalanx
一開始腦子抽了寫了一個三維dp[i][j][k],在第i行j列長度k是否可行。之後想了想實際dp[i][j] 就行了,果然我很菜。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<stdio.h>
#include<cstring>
using namespace std;
char map[1005][1005];
int dp[1005][1005];
int n;
int check(int x, int y)
{
int num = 0;
while (y-num>=1&&x+num<=n&&map[x][y - num] == map[x + num][y])
num++;
return num;
}
int main()
{
while (~scanf("%d",&n)&&n)
{
memset(dp, 0, sizeof(dp));
for (int i = 1;i <= n;i++)
scanf("%s", map[i] + 1);
//for (int i = 1;i <= n;i++)dp[i][1] = dp[n][i] = 1;
int ans = 0;
for(int i=n;i>=1;i--)
for (int j = 1;j <= n;j++)
{
int tmp = check(i, j);
if (tmp > dp[i + 1][j - 1])
dp[i][j] = dp[i + 1][j - 1] + 1;
else
dp[i][j] = tmp;
ans = max(ans, dp[i][j]);
}
//if (ans == 1)ans = 0;
printf("%d\n", ans);
}
}
S - Making the Grade
挺好的題,一開始同樣沒想到如何遞推。。
我們先做非嚴格遞增的情況。
設dp[i][j] 為把第i個數變成j的最小价值。
那麼遞推方程為:
dp[i][j] = abs(a[i]-j)+min(dp[i-1][k])(k<=j)
如果理解了A題,是不是感覺似曾相識。
我們同樣面臨兩個問題,一是陣列太大開不下去,而是複雜度O(n*1e9*1e9),肯定不可行。
首先我們可以用A題的做法把最裡面的一層優化掉,那麼複雜度為O(N*1e9),仍然不可行,該怎麼辦呢。
接下來的定理博主並不能證明,但可以大概講解其中的奧妙。
假如資料為10 3,那麼我們要麼把10變成3,要麼把3變成10。花費為7。那麼當資料為10 7 4呢,讀者可以思考一下,多試幾組資料就會發現修改完後的非嚴格遞增序列的數都為原來序列中的數。為什麼會這樣呢,大家可以畫一個一維座標軸,然後原來的序列的數會把座標軸分成很多塊,我們在比較兩個數的時候往往帶一個等號,那麼其中一個數只會向他靠攏,而不會超過他,最小花費也就是把這個數變成另一個在序列中的數。
所以既然有這個定理,那麼這個問題就迎刃而解啦,只要把數字離散化一下,不論時間還是空間的問題都被解決了。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll inf = 0x3f3f3f3f3f;
int a[2005],b[2005];
ll dp[2005][2005];
int main()
{
int N;
scanf("%d", &N);
for (int i = 1;i <= N;i++)scanf("%d", &a[i]), b[i] = a[i];
sort(a + 1, a + 1 + N);
int Size = unique(a + 1, a + 1 + N) - a - 1;
for (int i = 1;i <= N;i++)
{
ll mn = inf;
for (int j = 1;j <= Size;j++)
{
if (i != 1)
{
mn = min(mn, dp[i - 1][j]);
dp[i][j] = abs(b[i] - a[j]) + mn;
}
else
dp[i][j] = abs(b[i] - a[j]);
}
}
ll ans = inf;
for (int i = 1;i <= Size;i++)
ans = min(ans, dp[N][i]);
cout << ans << endl;
}
博主在做這個專題時,一度心態爆炸,在做K題時寫了3個小時,中途一直想放棄這個題,但明明知道怎麼做,就是越寫越慢,越寫越慢。。
寫dp時,博主常常糾結2個東西,一是初始化,二是式子。
dp還需要加強啊!!
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