【USACO题库】2.4.3 Cow Tours牛的旅行

题目描述

   农民John的农场里有很多牧区。有的路径连接一些特定的牧区。一片所有连通的牧区称为一个牧场。但是就目前而言,你能看到至少有两个牧区不连通。这样,农民John就有多个牧区了。 John想在农场里添加一条路径(注意,恰好一条)。对这条路径有以下限制: 一个牧场的直径就是牧场中最远的两个牧区的距离(本题中所提到的所有距离指的都是最短的距离)。考虑如下的有5个牧区的牧场,牧区用“*”表示,路径用直线表示。每一个牧区都有自己的坐标:



            15,15   20,15
                  D       E
                  *-------*
                  |     _/|
                  |   _/  |
                  | _/    |
                  |/      |
         *--------*-------*
         A        B       C
  10,10   15,10   20,10
这个牧场的直径大约是12.07106, 最远的两个牧区是A和E,它们之间的最短路径是A-B-E。 
这里是另一个牧场:
                  *F(30,15)
                     _/ 
                   _/  
                 _/    
                /      
               *-------* 
               G       H
            (25,10) (30,10)
 
                       

添加C至G一条路径后便是:

        (15,15)  (20,15)        (30,15)
           D       E               F
           *-------*               *
           |     _/|             _/
           |   _/  |           _/
           | _/    |         _/  
           |/      |        /    
   *-------*-------*-------*-------*    
   A       B       C       G       H
(10,10) (15,10) (20,10) (25,10) (30,10)


这两个牧场都在John的农场上。John将会在两个牧场中各选一个牧区,然后用一条路径连起来,使得连通后这个新的更大的牧场有最小的直径。 
注意,如果两条路径中途相交,我们不认为它们是连通的。只有两条路径在同一个牧区相交,我们才认为它们是连通的。 


输入文件包括牧区、它们各自的坐标,还有一个如下的对称邻接矩阵: 

A B C D E F G H
A 0 1 0 0 0 0 0 0
B 1 0 1 1 1 0 0 0
C 0 1 0 0 1 0 0 0
D 0 1 0 0 1 0 0 0
E 0 1 1 1 0 0 0 0
F 0 0 0 0 0 0 1 0
G 0 0 0 0 0 1 0 1
H 0 0 0 0 0 0 1 0

输入文件至少包括两个不连通的牧区。 
请编程找出一条连接两个不同牧场的路径,使得连上这条路径后,这个更大的新牧场有最小的直径。 
INPUT FORMAT
第1行: 一个整数N (1 <= N <= 150), 表示牧区数
第2到N+1行: 每行两个整数X,Y (0 <= X ,Y<= 100000), 表示N个牧区的坐标。注意每个 牧区的坐标都是不一样的。
第N+2行到第2*N+1行: 每行包括N个数字(0或1) 表示如上文描述的对称邻接矩阵。
SAMPLE INPUT (file cowtour.in)
8
10 10
15 10
20 10
15 15
20 15
30 15
25 10
30 10
01000000
10111000
01001000
01001000
01110000
00000010
00000101
00000010

OUTPUT FORMAT
只有一行,包括一个实数,表示所求答案。数字保留六位小数。
SAMPLE OUTPUT (file cowtour.out)

22.071068


这道题目用普通的floyd会超时,因为你需要对每一个牧区相连之后都floyd一遍,这样子效率很低,其实我们只需要进行一次floyd。

floyd的时候需注意,一个点到一个点的距离就是sqrt(sqr(x1-x2)+sqr(y1-y2)),不管他是斜线还是直线,都可以用这个计算距离。

然后我们还可以用一个f[i,0]表示第i个点所在牧区的直径,然后我们就可以计算出ans的值max{sqrt(sqr(a[i,1]-a[j,1])+sqr(a[i,2]-a[j,2]))+f[0,i]+f[0,j]},但是这个有可能不是最大的,例如下图:

     * //第一个区域,设这个点为i

*--*--* //第二个区域,设这个区域中间那个点为j

当i,j连起来的时候,你会得到3这个答案,但是实际上“最短”的直径,依然为4,所以floyd完后的ans还要判断是不是f[0,i]的最大值。

var
        f:array[1..10,1..10,1..10,1..10,1..4,1..4] of Boolean;
        bz:array[0..11,0..11] of Boolean;
        x1,y1,x2,y2,p1,q1,p2,q2,i,j,fx,fy,ans:Longint;
        ch:char;
begin
        fillchar(bz,sizeof(bz),true);
        for i:=1 to 10 do
        begin
                for j:=1 to 10 do
                begin
                        read(ch);
                        if ch='C' then
                        begin
                                x1:=i;
                                y1:=j;
                        end;
                        if ch='F' then
                        begin
                                x2:=i;
                                y2:=j;
                        end;
                        if ch='*' then bz[i,j]:=false;
                end;
                readln;
        end;

        fx:=1;
        fy:=1;
        p1:=x1;
        q1:=y1;
        p2:=x2;
        q2:=y2;

        while true do
        begin
                inc(ans);
                x1:=p1; q1:=y1; x2:=p2; y2:=q2;
                case fx of
                        1:if bz[x1-1,y1] and (x1>1)  then dec(x1) else inc(fx);
                        2:if bz[x1,y1+1] and (y1<10) then inc(y1) else inc(fx);
                        3:if bz[x1+1,y1] and (x1<10) then inc(x1) else inc(fx);
                        4:if bz[x1,y1-1] and (y1>1)  then dec(y1) else inc(fx);
                end;

                case fy of
                        1:if bz[x2-1,y2] and (x2>1)  then dec(x2) else inc(fy);
                        2:if bz[x2,y2+1] and (y2<10) then inc(y2) else inc(fy);
                        3:if bz[x2+1,y2] and (x2<10) then inc(x2) else inc(fy);
                        4:if bz[x2,y2-1] and (y2>1)  then dec(y2) else inc(fy);
                end;

                if fx<>4 then fx:=fx mod 4;
                if fy<>4 then fy:=fy mod 4;

                if (x1=x2) and (y1=y2) then
                begin
                        writeln(ans);
                        exit;
                end;

                if f[x1,y1,x2,y2,fx,fy]=false then
                begin
                        f[x1,y1,x2,y2,fx,fy]:=true;
                        p1:=x1; q1:=y1; p2:=x2; q2:=y2;
                end
                else
                begin
                        writeln(0);
                        halt;
                end;
        end;
end.

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