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100道动态规划——26 UVA 12099 The Bookcase 状态的定义,递推,背包

2019-11-14 10:55:07
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来源:转载
供稿:网友

        好题!这个题给我带来了很多思考

        本来就不是很会做,看看了紫书才明白做法,这里权当自己复习一遍好了

        首先给所有书规定一个顺序,把书按照书的高度由大到小排序,默认排序后第一本书放在第一层

        定义状态dp[i][j][k]代表目前准备放第i+1本书,第二层的厚度为j,第三层的厚度为k时,第二层+第三层高度的最小值

        于是就有3种状态的转移:

            ①把书放在第一层,dp[i+1][j][k]=dp[i][j][k]

            ②把书放在第二层,dp[i+1][j+book[i+1].second][k]=dp[i][j][k]+(j==0?book[i+1].first:0);j为0代表第二层没有放书,因此要+上高度,.first代表高度,.second代表宽度

            ③把书放在第三层,类似。dp[i+1][j][k+book[i+1].second]=dp[i][j][k]+(k==0?book[i+1].first:0)

        这是一个背包问题

        我似乎对于“背包”的理解有点狭隘了

        我似乎还没有理解动态规划更抽象的东西

        本想说说感想,却啥也说不出来了

        以下是原版本:

#include <iostream>#include <cstring>#include <algorithm>using namespace std;using pa=pair<int,int>;int times,n,dp[75][2105][2105],thick[75],ans=0x3f3f3f3f;pa book[75];inline void update(int& newstate,int k){    if(newstate<0||newstate>k)        newstate=k;}int main(){    ios_base::sync_with_stdio(false);    cin>>times;    while(times--){        cin>>n;        for(int i=0;i<n;++i)            cin>>book[i].first>>book[i].second;        sort(book,book+n,[](const pa& a,const pa& b){return a.first>b.first||a.first==b.first&&a.second>b.second;});        memset(dp,-1,sizeof dp);        thick[0]=book[0].second;        for(int i=1;i<n;++i)            thick[i]=thick[i-1]+book[i].second;        dp[0][0][0]=0;        for(int i=0;i<n-1;++i)        for(int j=0;j<=thick[i+1]-thick[0];++j)        for(int k=0;k<=thick[i+1]-thick[0]-j;++k)        if(dp[i][j][k]>=0){            update(dp[i+1][j][k],dp[i][j][k]);            update(dp[i+1][j+book[i+1].second][k],dp[i][j][k]+(j==0?book[i+1].first:0));            update(dp[i+1][j][k+book[i+1].second],dp[i][j][k]+(k==0?book[i+1].first:0));        }        for(int i=1;i<=thick[n-1]-thick[0];++i)        for(int j=1;j<=thick[n-1]-thick[0]-i;++j)        if(dp[n-1][i][j]>=0)            ans=min(ans,max(max(j,i),thick[n-1]-i-j)*(book[0].first+dp[n-1][i][j]));        cout<<ans<<endl;        ans=0x3f3f3f3f;    }    return 0;}

        以下是滚动数组的版本:

#include <iostream>#include <cstring>#include <algorithm>using namespace std;using pa=pair<int,int>;int times,n,dp[2][2105][2105],t,thick[75],ans=0x3f3f3f3f;pa book[75];inline void update(int& newstate,int k){    if(newstate<0||newstate>k)        newstate=k;}int main(){    ios_base::sync_with_stdio(false);    cin>>times;    while(times--){        cin>>n;        for(int i=0;i<n;++i)            cin>>book[i].first>>book[i].second;        sort(book,book+n,[](const pa& a,const pa& b){return a.first>b.first||a.first==b.first&&a.second>b.second;});        thick[0]=book[0].second;        for(int i=1;i<n;++i)            thick[i]=thick[i-1]+book[i].second;        dp[t][0][0]=0;        for(int i=0;i<n-1;++i){            //memset(dp[t^1],-1,sizeof dp[t^1]);            t^=1;            for(int j=0;j<=thick[i+1];++j)            for(int k=0;k<=thick[i+1]-j;++k)                dp[t][j][k]=-1;            t^=1;            for(int j=0;j<=thick[i]-thick[0];++j)            for(int k=0;k<=thick[i]-thick[0]-j;++k)            if(dp[t][j][k]>=0){                update(dp[t^1][j][k],dp[t][j][k]);                update(dp[t^1][j+book[i+1].second][k],dp[t][j][k]+(j==0?book[i+1].first:0));                update(dp[t^1][j][k+book[i+1].second],dp[t][j][k]+(k==0?book[i+1].first:0));            }            t^=1;        }        for(int i=1;i<=thick[n-1]-thick[0];++i)        for(int j=1;j<=thick[n-1]-thick[0]-i;++j)        if(dp[t][i][j]>=0)            ans=min(ans,max(max(j,i),thick[n-1]-i-j)*(book[0].first+dp[t][i][j]));        cout<<ans<<endl;        ans=0x3f3f3f3f;    }    return 0;}

        想一想在做最原始的背包问题的时候空间的优化,n个物品,容量为v的背包,空间复杂度从n*v→2*v→v,而且那个是单向更新,因此我断言这个滚动数组也可以省略掉,只不过这里是二维的情况,倘若省略掉的话,我本身也不想每一次循环都走一遍thick[n-1],我还要做数组越界的判定,有点麻烦,还是算了吧。
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