http://main.edu.pl/en/archive/ceoi/2004/two
斜率优化DP,应该说是第一道斜率优化DP了,推公式的时候各种坑,还是参照了hzq神牛的思路,细节方面稍有不同,
为了思维方便,我先将给出的序列翻转了,也就是把从山顶到山下的点顺序边成了从山下到山顶,编号从1开始,第一个点即为海拔最低的伐木场,所以共有n+1个点,w[i]表示第i个点的重量,dist[i]表示第i个点到第一个点的距离,dp[i]表示把第二个伐木场建到第i个点的最优解
则有
dp[i] = min(S[1, j-1]+S[j, i-1]+S[i, n+1]) 1
其中 S[l, r] = ∑w[i]*(dist[i]-dist[i]) (l <= i <= r) 2
再设sw[i] = ∑ w[j] (1 <= j <= i), 3
swd[i] = ∑ w[j]*dist[j] (1 <= j <= i) 4
则有 S[l, r] = swd[r]-swd[l-1]-(sw[r]-sw[l-1])*dist[l];
带入1式后化简可得
dp[i] = min(swd[n+1]-swd[0]-(sw[n+1]-sw[i-1])*dist[i]-(sw[i-1]-sw[j-1])*dist[j]-(sw[j-1]-sw[0])*dist[1])
由于dist[1]等于0,所以
dp[i] = min(-(sw[i-1]-sw[j-1])*dist[j])+swd[n+1]-swd[0]-(sw[n+1]-sw[i-1])*dist[i]
以为后面的部分是与j无关的常量,所以不会影响决策,可以忽略掉
所以要求解只剩min((-sw[i-1])*dist[j]+sw[j-1]*dist[j])了
由于-sw[i-1]在第i轮决策中可以看成常数记为a,用x表示dist[j],y表示sw[j-1]*dist[j],
则优化目标G = min(-ax+y),设x*,y*为最优解(注意最优解实际上只有j决定)
则有G = -ax*+y*,移项后可得y* = ax*+G,由于a > 0所以,这相当于一条斜率已知的直线向上移动直到与之前任意一个点(x, y) 想切,此时的到的G是最优解,不难发现最优决策点构成一条下凸线,而且由于a单调递增,而下凸线的斜率也是单调递增的,所以可以舍弃当前最优决策之前的所有点,因为这些点都不可能成为之后决策的最优点了。
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <cmath> #include <queue> #include <algorithm> #include <vector> #include <cstring> #include <stack> #include <cctype> #include <utility> #include <map> #include <string> #include <climits> #include <set> #include <string> #include <sstream> #include <utility> #include <ctime> #include <bitset> using std::priority_queue; using std::vector; using std::swap; using std::stack; using std::sort; using std::max; using std::min; using std::pair; using std::map; using std::string; using std::cin; using std::cout; using std::set; using std::queue; using std::string; using std::stringstream; using std::make_pair; using std::getline; using std::greater; using std::endl; using std::multimap; using std::deque; using std::unique; using std::lower_bound; using std::random_shuffle; using std::bitset; using std::upper_bound; using std::multiset; typedef long long LL; typedef unsigned long long ULL; typedef pair<int, int> PAIR; typedef multimap<int, int> MMAP; typedef LL TY; typedef long double LF; const int MAXN(20010); const int MAXM(100010); const int MAXE(100010); const int MAXK(6); const int HSIZE(31313); const int SIGMA_SIZE(26); const int MAXH(19); const int INFI((INT_MAX-1) >> 1); const ULL BASE(31); const LL LIM(10000000); const int INV(-10000); const int MOD(20100403); const double EPS(1e-7); const LF PI(acos(-1.0)); template<typename T> void checkmax(T &a, T b){if(b > a) a = b;} template<typename T> void checkmin(T &a, T b){if(b < a) a = b;} template<typename T> T ABS(const T &a){return a < 0? -a: a;} LL X[MAXN], Y[MAXN]; int que[MAXN]; int front, back; LL dist[MAXN], sw[MAXN]; int main() { int n; while(~scanf("%d", &n)) { ++n; //一共n+1个点,下标1从开始 LL swd = 0; for(int i = n; i >= 2; --i) scanf("%I64d%I64d", sw+i, dist+i); for(int i = 1; i <= n; ++i) { dist[i] += dist[i-1]; swd += dist[i]*sw[i]; sw[i] += sw[i-1]; } for(int i = 1; i <= n; ++i) { X[i] = dist[i]; Y[i] = sw[i-1]*dist[i]; } LL ans = 1e11; front = 0; back = -1; que[++back] = 1; que[++back] = 2; for(int i = 3; i <= n; ++i) { while(back-front > 0 && (-sw[i-1])*X[que[front+1]]+Y[que[front+1]] <= (-sw[i-1])*(X[que[front]])+Y[que[front]]) ++front; checkmin(ans, swd-(sw[n]-sw[i-1])*dist[i]+((-sw[i-1])*(X[que[front]])+Y[que[front]])); while(back-front > 0 && (Y[i]-Y[que[back-1]])*(X[i]-X[que[back]]) >= (Y[i]-Y[que[back]])*(X[i]-X[que[back-1]])) --back; que[++back] = i; } printf("%I64d\n", ans); } return 0; }