CF 319C - Kalila and Dimna in the Logging Industry 斜率优化DP

题目：伐木工人用电锯伐木，一共需要砍n棵树，每棵树的高度为a[i]，每次砍伐只能砍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id的b[id]值。a[1] = 1 , b[n] = 0，a[i]<a[i+1]，b[i]>b[i+1]。问砍完所有的树的最小费用。

分析：由于b[n] = 0 ， 所以很容易弄出一个O(n^2)的状态转移方程。

 

dp[1] = 0;

for(int i=2;i<=n;i++){

    dp[i] = INF;

    for(int j=1;j<i;j++)

        dp[i] = min(dp[i],dp[j]+b[j]*a[i]);

}

 

　　

这种朴素的转移方程显然会TLE。

注意到以上的方程，其实就是1D1D模型（具体百度）。可以利用斜率进行优化。

斜率优化无非是：假设j<k，有以下关系：

dp[k]+b[k]*a[i] < dp[j]+b[j]*a[i]

由于b[k]<b[j]。

因此移项之后为：

(dp[k]-dp[j])/(b[j]-b[k])<a[i]

因此，我们可以根据斜率进行优化，具体可以看代码，这部分比较好懂

 

#include <set>

#include <map>

#include <list>

#include <cmath>

#include <queue>

#include <stack>

#include <string>

#include <vector>

#include <cstdio>

#include <cstring>

#include <iostream>

#include <algorithm>



using namespace std;



typedef long long ll;

typedef unsigned long long ull;



#define debug puts("here")

#define rep(i,n) for(int i=0;i<n;i++)

#define rep1(i,n) for(int i=1;i<=n;i++)

#define REP(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)

#define foreach(i,vec) for(unsigned i=0;i<vec.size();i++)

#define pb push_back

#define RD(n) scanf("%d",&n)

#define RD2(x,y) scanf("%d%d",&x,&y)

#define RD3(x,y,z) scanf("%d%d%d",&x,&y,&z)

#define RD4(x,y,z,w) scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&z,&w)

#define All(vec) vec.begin(),vec.end()

#define MP make_pair

#define PII pair<int,int>

#define PQ priority_queue

#define cmax(x,y) x = max(x,y)

#define cmin(x,y) x = min(x,y)

#define Clear(x) memset(x,0,sizeof(x))

#define lson rt<<1

#define rson rt<<1|1



/*



#pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")



int ssize = 256 << 20; // 256MB

char *ppp = (char*)malloc(ssize) + ssize;

__asm__("movl %0, %%esp\n" :: "r"(ppp) );



*/



char IN;

bool NEG;

inline void Int(int &x){

    NEG = 0;

    while(!isdigit(IN=getchar()))

        if(IN=='-')NEG = 1;

    x = IN-'0';

    while(isdigit(IN=getchar()))

        x = x*10+IN-'0';

    if(NEG)x = -x;

}

inline void LL(ll &x){

    NEG = 0;

    while(!isdigit(IN=getchar()))

        if(IN=='-')NEG = 1;

    x = IN-'0';

    while(isdigit(IN=getchar()))

        x = x*10+IN-'0';

    if(NEG)x = -x;

}



/******** program ********************/



const int MAXN = 1e5+5;



int q[MAXN];

ll a[MAXN],b[MAXN];

ll dp[MAXN];



double g(int j,int k){

    return (dp[k]-dp[j])*1.0/(b[j]-b[k]);

}



int main(){



#ifndef ONLINE_JUDGE

	freopen("sum.in","r",stdin);

	//freopen("sum.out","w",stdout);

#endif



    int n;

    while(cin>>n){

        rep1(i,n)

            LL(a[i]);

        rep1(i,n)

            LL(b[i]);



        Clear(dp);



        int h = 0 , t = 0;

        q[++t] = 1;



        REP(i,2,n){

            while(h+1<t&&g(q[h+1],q[h+2])<a[i])

                ++ h;

            dp[i] = dp[q[h+1]]+a[i]*b[q[h+1]];

            while(h+1<t&&g(q[t],i)<=g(q[t-1],q[t]))

                -- t;

            q[++t] = i;

        }

        cout<<dp[n]<<endl;

    }



	return 0;

}