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题目:用最小的圆覆盖所有的点
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3932
以下有两种方法。
首先是随机增量算法
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algorithm:
A、令Ci表示为前i个点的最小覆盖圆。当加入新点pi时如果pi不在Ci-1里那么pi必定在Ci的边界上。
B、再从新考虑这样一个问题,Ci为前i个点最小覆盖圆且p在Ci的的边界上!同理加入新点pi时如果p
i不在Ci-1里那么pi必定在Ci的边界上。这时我们就包含了两个点在这个最小圆的边界上。
C、再从新考虑这样一个问题,Ci为前i个点最小覆盖圆且有两个确定点再边界上!此时先让
O(N)的方法能够判定出最小圆。
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analysis:
现在来分析为什么是线性的。
C是线性的这是显然的。
B<-C的过程中。考虑pi 他在园内的概率为 (i-1)/i 。在圆外的概率为 1/i 所以加入pi的期望复杂度为:(1-i)/i*O(1) +(1/i)*O(i) {前者在园内那么不进入C,只用了O(1)。后者进入C用了O(i)的时间}这样分析出来,复杂度实际上仍旧
是线性的。
A<-B的过程中。考虑方法相同,这样A<-B仍旧是线性。于是难以置信的最小圆覆盖的复杂度变成了线性的。
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#include<iostream> #include<fstream> #include<iomanip> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cstdlib> #include<cmath> #include<set> #include<map> #include<queue> #include<stack> #include<string> #include<vector> #include<sstream> #include<ctime> #include<cassert> #define LL long long #define eps 1e-8 #define inf 999999.0 #define zero(a) fabs(a)<eps #define N 20 #define pi acos(-1.0) using namespace std; double X,Y,R; int n; struct Point{ double x,y; Point(){} Point(double tx,double ty){x=tx;y=ty;} bool check(){ if(x+eps>0&&y+eps>0&&x<eps+X&&y<eps+Y) return true; return false; } }p[1005],central; //求三点的外接圆圆心 Point Circumcenter(Point a,Point b,Point c){ double a1 = b.x - a.x, b1 = b.y - a.y, c1 = (a1*a1 + b1*b1)/2; double a2 = c.x - a.x, b2 = c.y - a.y, c2 = (a2*a2 + b2*b2)/2; double d = a1 * b2 - a2 * b1; return Point(a.x + (c1*b2 - c2*b1)/d,a.y + (a1*c2 - a2*c1)/d); } double dist(Point p1,Point p2){ return sqrt((p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x)+(p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y)); } void Min_cover_circle(){ //将点随机化 random_shuffle(p,p+n); central=p[0];R=0; for(int i=1;i<n;i++) if(dist(central,p[i])+eps>R){ central=p[i];R=0; for(int j=0;j<i;j++) if(dist(central,p[j])+eps>R){ central.x=(p[i].x+p[j].x)/2; central.y=(p[i].y+p[j].y)/2; R=dist(central,p[j]); for(int k=0;k<j;k++) if(dist(central,p[k])+eps>R){ //3点确定圆 central=Circumcenter(p[i],p[j],p[k]); R=dist(central,p[k]); } } } } int main(){ while(scanf("%lf%lf%d",&X,&Y,&n)!=EOF){ for(int i=0;i<n;i++) scanf("%lf%lf",&p[i].x,&p[i].y); Min_cover_circle(); printf("(%.1f,%.1f).\n%.1f\n",central.x,central.y,R); } return 0; }
随机选取若干个点,然后选定步长,从每个点随机走出去若干次,更新最优解。
将步长减小若干倍,直至达到一定的精度要求
好多地方随机,好多地方若干,这就和模拟退火的把握有关了。
在WA,TLE,AC之间徘徊,只刷到了800ms
#include<iostream> #include<fstream> #include<iomanip> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cstdlib> #include<cmath> #include<set> #include<map> #include<queue> #include<stack> #include<string> #include<vector> #include<sstream> #include<ctime> #include<cassert> #define LL long long #define eps 1e-6 #define inf 999999.0 #define zero(a) fabs(a)<eps #define N 20 #define pi acos(-1.0) using namespace std; double X,Y,best[N]; struct Point{ double x,y; Point(){} Point(double tx,double ty){x=tx;y=ty;} bool check(){ if(x+eps>0&&y+eps>0&&x<eps+X&&y<eps+Y) return true; return false; } }p[1005],tp[N],pre,cur; int n; double dist(Point p1,Point p2){ return sqrt((p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x)+(p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y)); } double Get_Dist(Point cen){ double ret=0; for(int i=0;i<n;i++) ret=max(ret,dist(p[i],cen)); return ret; } Point Get_Rand(double X,double Y){ return Point((rand()%1000+1)/1000.0*X,(rand()%1000+1)/1000.0*Y); } int main(){ srand(time(NULL)); while(scanf("%lf%lf%d",&X,&Y,&n)!=EOF){ for(int i=0;i<n;i++) scanf("%lf%lf",&p[i].x,&p[i].y); //随机20个点 for(int i=0;i<N;i++){ tp[i]=Get_Rand(X,Y); best[i]=Get_Dist(tp[i]); } double step=max(X,Y); while(step>0.001){ for(int i=0;i<N;i++){ pre=tp[i]; //走25步 for(int j=0;j<25;j++){ //随机一个方向 double angle=(rand()%1000+1)/1000.0*2*pi; cur.x=pre.x+cos(angle)*step; cur.y=pre.y+sin(angle)*step; if(!cur.check()) continue; double dis=Get_Dist(cur); if(dis<best[i]+eps){ best[i]=dis; tp[i]=cur; } } } //减小步长 step*=0.8; } double ans=inf; int idx; for(int i=0;i<N;i++) if(best[i]<ans){ ans=best[i]; idx=i; } printf("(%.1f,%.1f).\n%.1f\n",tp[idx].x,tp[idx].y,ans); } return 0; }