【洛谷P4954】Tower of Hay 干草塔【单调队列dp】

题目大意:

题目链接:https://www.luogu.org/problem/P4954
为了调整电灯亮度,贝西要用干草包堆出一座塔,然后爬到牛棚顶去把灯泡换掉。干草包会从传送带上运来,共会出现N包干草,第i包干草的宽度是W i ,高度和长度统一为1。干草塔要从底层开始铺建。贝西会选择最先送来的若干包干草,堆在地上作为第一层,然后再把紧接着送来的几包干草包放在第二层, 再铺建第三层……重复这个过程, 一直到所有的干 草全部用完。每层的干草包必须紧靠在一起,不出现缝隙,而且为了建筑稳定,上层干草的宽度不能超过下层的宽度。 按顺序运来的干草包一定要都用上, 不能将其中几个干草包弃置不用。贝西的目标是建一座最高的塔,请你来帮助她完成这个任务吧。


思路:

把原数列反过来,其实就是要求每次选择的区间必须大于上次选择的区间和。
但是贪心选取是错误的。例如洛谷题解中的这个例子:

9   8   2   1   5   5 9\ 8\ 2\ 1\ 5\ 5 9 8 2 1 5 5
贪心选法: 5 ∣ 5 ∣ 1   2   8   9 5|5|1\ 2\ 8\ 9 551 2 8 9
正确选法: 5 ∣ 5   1   2 ∣ 8 ∣ 9 5|5\ 1\ 2|8|9 55 1 289

那么可以考虑用 d p dp dp解决。
f [ i ] f[i] f[i]表示前 i i i个干草堆可以堆成的最大高度, l e n [ i ] len[i] len[i]表示在堆成最大高度的前提下,最上面一层的最小宽度, s u m sum sum是干草堆宽度的前缀和。
那么有方程
f [ i ] = m a x ( f [ j ] ) + 1      ∣   s u m [ i ] − s u m [ j ] ≥ l e n [ j ] f[i]=max(f[j])+1\ \ \ \ |\ sum[i]-sum[j]\geq len[j] f[i]=max(f[j])+1     sum[i]sum[j]len[j]
由于 f f f肯定是单调不减的,所以上述方程的 j j j尽量大会更优。
如何取到满足 s u m [ i ] − s u m [ j ] ≥ l e n [ j ] sum[i]-sum[j]\geq len[j] sum[i]sum[j]len[j]的尽量大的 j j j呢?
变形一下成为 s u m [ i ] ≥ s u m [ j ] + l e n [ j ] sum[i]\geq sum[j]+len[j] sum[i]sum[j]+len[j]
所以我们可以维护一个单调队列存 s u m [ j ] + l e n [ j ] sum[j]+len[j] sum[j]+len[j],在转移的时候不断弹出前面的满足 s u m [ i ] ≥ s u m [ j ] + l e n [ j ] sum[i]\geq sum[j]+len[j] sum[i]sum[j]+len[j]的元素,只保留最后一个满足 s u m [ i ] ≥ s u m [ j ] + l e n [ j ] sum[i]\geq sum[j]+len[j] sum[i]sum[j]+len[j]的元素进行转移。因为这个元素前面的转移显然没有在这个元素开始转移更优,而后面的就不满足转移的前提。
时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n)


代码:

#include 
#include 
using namespace std;

const int N=100010;
int n,last,a[N],f[N],sum[N],len[N];
deque<int> q;

int main()
{
	scanf("%d",&n);
	for (int i=n;i>=1;i--)
		scanf("%d",&a[i]);
	for (int i=1;i<=n;i++)
		sum[i]=sum[i-1]+a[i];
	q.push_back(0);
	for (int i=1;i<=n;i++)
	{
		last=-1;
		while (q.size() && len[q.front()]+sum[q.front()]<=sum[i])
			last=q.front(),q.pop_front();
		if (last!=-1) q.push_front(last);  //只保留一个满足转移条件的元素来转移
		f[i]=f[q.front()]+1;
		len[i]=sum[i]-sum[q.front()];
		while (q.size() && len[i]+sum[i]<len[q.back()]+sum[q.back()])
			q.pop_back();  //维护单调性
		q.push_back(i);
	}
	printf("%d",f[n]);
	return 0;
}

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