CF319C Kalila and Dimna in the Logging Industry Solution

这是一道单调队列的板题
题目链接(Luogu)
Codeforces

题意

伐木工人用电锯伐木,一共需要砍 n n n棵树,每棵树的高度为 a i a_i ai,每次砍伐只能砍 1 1 1单位高度,之后需要对电锯进行充电,费用为当前砍掉的树中最大 i d id id b i d b_{id} bid
题 目 保 证 a [ 1 ] = 1 , b [ n ] = 0 , a [ i ] < a [ i + 1 ] , b [ i ] > b [ i + 1 ]   ( i < j ) 题目保证a[1] = 1 , b[n] = 0,a[i]b[i+1]\ (i < j) a[1]=1,b[n]=0a[i]<a[i+1]b[i]>b[i+1] (i<j)

思路

因为有 b [ n ] = 0 b[n] = 0 b[n]=0,所以当砍掉第 n n n棵树时就不需要花钱了
从这个角度入手,可以考虑定义 d p [ i ] dp[i] dp[i]为砍第 i i i棵树的花费
那么就可以轻松的得到一个 O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)的状态转移方程式:
d p [ i ] = m i n ( d p [ i ] , d p [ j ] + a [ i ] ∗ b [ j ] ) ,   j < i dp[i] = min(dp[i], dp[j] + a[i]*b[j]),\ j < i dp[i]=min(dp[i],dp[j]+a[i]b[j]), j<i
但是一看数据范围 n ≤ 1 e 5 n \le 1e5 n1e5,朴素的 d p dp dp明显行不通
我们再来看这个转移式,因为每次转移只跟 i , j i,j i,j有关,我们考虑使用斜率优化

假设有: j < k j < k j<k j j j k k k
那么有: d p [ j ] + a [ i ] ∗ b [ j ] < d p [ k ] + a [ i ] ∗ b [ k ] dp[j] +a[i]*b[j]dp[j]+a[i]b[j]<dp[k]+a[i]b[k]
移项过后就是: d p [ k ] − d p [ j ] b [ j ] − b [ k ] > a [ i ] \frac{dp[k]-dp[j]}{b[j]-b[k]}>a[i] b[j]b[k]dp[k]dp[j]>a[i]
这个就是我们的斜率式了
维护一个队列就可以使复杂度降低到 O ( n ) O(n) O(n)

代码

具体实现请看代码

const int N = 1e5 + 5;
ll dp[N];
int n, a[N], b[N], q[N], head, tail;
double getk(int x, int y)
{
    return 1.0 * (dp[y] - dp[x]) / (b[x] - b[y]);
}
int main()
{
    ios :: sync_with_stdio(0);
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        cin >> a[i];
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        cin >> b[i];
    q[++tail] = 1;
    head = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i++)
    {
        while (head < tail && getk(q[head], q[head + 1]) < a[i])
            head++;
        dp[i] = dp[q[head]] + 1ll * a[i] * b[q[head]];
        while (head < tail && getk(q[tail], i) <= getk(q[tail - 1], q[tail]))
            tail--;
        q[++tail] = i;
    }
    cout << dp[n];
    return 0;
}

谢谢

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