bzoj 4899 记忆的轮廓 题解(概率dp+决策单调性优化)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了bzoj 4899 记忆的轮廓 题解(概率dp+决策单调性优化)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
题目背景
四次死亡轮回后,昴终于到达了贤者之塔,当代贤者夏乌拉一见到昴就上前抱住了昴“师傅!你终于回来了!你有着和师傅一样的魔女的余香,肯定是师傅”。
众所周知,大贤者是嫉妒魔女沙提拉的老公,400年前与神龙、剑圣一起封印魔女因子暴走的莎缇拉。在魔女茶会的时候,莎缇拉也表示过对昴浓浓的爱意,昴便是被莎缇拉召唤来异世界的。
而贤者之塔中的资料与试炼,似乎都指向同一种可能性……记忆的轮廓,逐渐显形……
题目描述
通往贤者之塔的路上,有许多的危机。
我们可以把这个地形看做是一颗树,根节点编号为1,目标节点编号为n,其中1-n的简单路径上,编号依次递增,在[1,n]中,一共有n个节点。
我们把编号在[1,n]的叫做正确节点,[n+1,m]的叫做错误节点。一个叶子,如果是正确节点则为正确叶子,否则称为错误叶子。
莎缇拉要帮助昴到达贤者之塔,因此现在面临着存档位置设定的问题。为了让昴成长为英雄,因此一共只有p次存档的机会,其中1和n必须存档。被莎缇拉设置为要存档的节点称为存档位置。
当然不能让昴陷入死循环,所以存档只能在正确节点上进行,而且同一个节点不能存多次档。因为通往贤者之塔的路上有影响的瘴气,因此莎缇拉假设昴每次位于树上一个节点时,都会等概率选择一个儿子走下去。每当走到一个错误叶子时,再走一步就会读档。
具体的,每次昴到达一个新的存档位置,存档点便会更新为这个位置(假如现在的存档点是i,现在走到了一个存档位置j>i,那么存档点便会更新为j)。读档的意思就是回到当前存档点。
初始昴位于1,当昴走到正确叶子n时,便结束了路程。莎缇拉想知道,最优情况下,昴结束路程的期望步数是多少?
输入格式
第一行一个正整数T表示数据组数。
接下来每组数据,首先读入三个正整数n,m,p。
接下来m-n行,描述树上所有的非正确边(正确边即连接两个正确节点的边),用两个正整数j,k表示j与k之间有一条连边,j和k可以均为错误节点,也可以一个为正确节点另一个为错误节点。数据保证j是k的父亲。
输出格式
T行每行一个实数表示每组数据的答案。请保留四位小数。
样例输入
1
3 7 2
1 4
2 5
3 6
3 7
样例输出
9.000
数据范围及约定
50%,n=p
70%,50<=p<=n<=500
100%,50<=p<=n<=700,m<=1500,T<=5
数据保证每个除了n的正确节点均有至少2个儿子,至多3个儿子。
---------------------------------------------------------------分界线---------------------------------------------------------------
考试T2,调考前刚qj过改过,确实是一道毒瘤题好题,考试时时间不够看都没看考完试才开始做了这题。
理解题理解了一节课
做题先看数据范围,否则凉凉。
我们可以看到有50%的数据是n=p的,对于n=p的情况,我们不难分析出每个点都存档是最优解,这样情况就简单很多。
接下来我们考虑怎么转移。
设个g[i]为对于一个错误节点i还要走多少步会存档。
g[i]=1+∑g[j]/du[i](j是i的儿子)。一遍dfs就可以处理出来g数组。
我们再处理数组sum,sum[i]=∑g[j](j是i的错误儿子)。
设f[i]表示正确节点i走到n的期望步数,显然f[n]=0,我们倒着递推。
f[i]=1+1/d[i]*f[i+1]+1/d[i]*sigmag[j]+f[i][j是i的错误儿子]
移项得f[i]=d[i]+f[i+1]+s[i]。
over,50pts到手。
接下来我们考虑把它优化到70pts。
设dp(i,j)表示存档点在i还有j次存档机会的最优解。
设a(i,j)表示存档点在i,从i走到正确节点j的最少期望步数。
首先我们可以o(n2)把a数组处理出来。
a(i,j)=a(i,j-1)+1+1/du(j-1)×∑(a(i,j)+g(k))k是j-1的错误儿子。
整理移项得a(i,j)=du(i,j-1)×a(i,j-1)+sum(j-1)+du(j-1)。
然后我们枚举存档点k,则dp(i,j)可以由dp(k,j-1)和a(i,k)转移。
时间复杂度O(n2p),70pts到手。
最后我们来考虑正解。其实博主并不会正解。
还是放直链吧。%%%出题人。
https://blog.csdn.net/WerKeyTom_FTD/article/details/53026266
出题人给出了三种正解。
由于第二种看起来十分好写比较优秀,博主选择了第二种。
到现在博主还是很mengbi,在这里就不给予讲解了。
如果有时间的话博主也会用其他两种方法A掉这题的。
下面是三个分数段的代码
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> #include<vector> const int N=3005; using namespace std; int first[N],nex[N],to[N],tot,vis[N],du[N];double sum[N],g[N],f[N]; void add(int a,int b) to[++tot]=b;nex[tot]=first[a];first[a]=tot; void dfs(int x) g[x]=1.0;vis[x]=1; for(int i=first[x];i;i=nex[i]) int y=to[i]; dfs(y); g[x]+=1.0/du[x]*g[y]; int main() int T; scanf("%d",&T); while(T--) memset(du,0,sizeof(du)); //memset(sum,0,sizeof(sum)); memset(g,0,sizeof(g));tot=0; int n,m,p; scanf("%d%d%d",&n,&m,&p); for(int i=1;i<=m-n;i++) int a,b; scanf("%d%d",&a,&b); add(a,b); du[a]++; for(int i=1;i<=n;i++) du[i]++; for(int i=n+1;i<=m;i++) if(vis[i]) continue; dfs(i); for(int i=1;i<=n;i++) sum[i]=0.0; for(int j=first[i];j;j=nex[j]) //if(j>n&&j<=m) if(to[j]>n&&to[j]<=m) sum[i]+=g[to[j]]; f[n]=0.0; for(int i=n-1;i>=1;i--) f[i]=f[i+1]+sum[i]+du[i]; //cout<<g[i]<<" "; //for(int i=n+1;i<=m;i++) /*cout<<i<<" ",*/printf("%.4lf ",g[i]); printf("%.4lf\n",f[1]);
#include<iostream> #include<cstdio> #include<queue> #include<cstring> using namespace std; #define R register inline int read() R int aa=0,bb=1;char cc=getchar(); while(cc<‘0‘||cc>‘9‘) if(cc==‘-‘)bb=-1;cc=getchar(); while(cc<=‘9‘&&cc>=‘0‘) aa=aa*10+cc-‘0‘;cc=getchar(); return aa*bb; const int N=703; const int M=1503; struct tree int v,last; tr[M*2]; int tot=0,first[M],du[M]; void add(int x,int y) tr[++tot].v=y; tr[tot].last=first[x]; first[x]=tot; du[x]++; int T,n,m,p; bool vi[M]; double g[M],sum[N],f[N][N],fg[N][N],fi[N]; void dfs(int x) if(vi[x]) return; g[x]=1.0; vi[x]=1; for(R int i=first[x],v;i;i=tr[i].last) v=tr[i].v; dfs(v); g[x]+=1.0/du[x]*g[v]; int main() T=read(); while(T--) memset(vi,0,sizeof(vi)); memset(du,0,sizeof(du)); memset(first,0,sizeof(first)); tot=0; n=read();m=read();p=read(); for(R int i=1,x,y;i<=m-n;i++) x=read();y=read(); add(x,y); for(R int i=1;i<=n;i++)du[i]++; for(R int i=n+1;i<=m;i++) if(!vi[i]) dfs(i); for(R int i=1;i<=n;i++) sum[i]=0.0; for(R int j=first[i],v;j;j=tr[j].last) v=tr[j].v; sum[i]+=1.0*g[v]; if(n==p) fi[n]=0.0; for(R int i=n-1;i>=1;i--) fi[i]=(double)(du[i]+fi[i+1]+sum[i]); printf("%.4lf\n",fi[1]); continue; for(R int i=1;i<=n;i++) fg[i][i]=0.0; for(R int j=i+1;j<=n;j++) fg[i][j]=fg[i][j-1]*du[j-1]+du[j-1]+sum[j-1]; for(R int i=1;i<=n;i++) for(R int j=0;j<=p;j++) f[i][j]=0x7ffffff; for(R int i=0;i<=p;i++) f[n][i]=0.0; for(R int i=n-1;i>=1;i--) for(R int j=1;j<p;j++) for(R int k=i+1;k<=n;k++) f[i][j]=min( f[k][j-1]+fg[i][k], f[i][j]); printf("%.4lf\n",f[1][p-1]); return 0;
#include<iostream> #include<cstdio> #include<queue> #include<cstring> using namespace std; #define R register inline int read() R int aa=0,bb=1;char cc=getchar(); while(cc<‘0‘||cc>‘9‘) if(cc==‘-‘)bb=-1;cc=getchar(); while(cc<=‘9‘&&cc>=‘0‘) aa=aa*10+cc-‘0‘;cc=getchar(); return aa*bb; const int N=703; const int M=1503; struct tree int v,last; tr[M*2]; int tot=0,first[M],du[M]; void add(int x,int y) tr[++tot].v=y; tr[tot].last=first[x]; first[x]=tot; du[x]++; int T,n,m,p; bool vi[M]; double g[M],sum[N],f[N][N],fg[N][N],fi[N]; void dfs(int x) if(vi[x]) return; g[x]=1.0; vi[x]=1; for(R int i=first[x],v;i;i=tr[i].last) v=tr[i].v; dfs(v); g[x]+=1.0/du[x]*g[v]; int main() T=read(); while(T--) memset(vi,0,sizeof(vi)); memset(du,0,sizeof(du)); memset(first,0,sizeof(first)); tot=0; n=read();m=read();p=read(); for(R int i=1,x,y;i<=m-n;i++) x=read();y=read(); add(x,y); for(R int i=1;i<=n;i++)du[i]++; for(R int i=n+1;i<=m;i++) if(!vi[i]) dfs(i); for(R int i=1;i<=n;i++) sum[i]=0.0; for(R int j=first[i],v;j;j=tr[j].last) v=tr[j].v; sum[i]+=1.0*g[v]; if(n==p) fi[n]=0.0; for(R int i=n-1;i>=1;i--) fi[i]=(double)(du[i]+fi[i+1]+sum[i]); printf("%.4lf\n",fi[1]); continue; for(R int i=1;i<=n;i++) fg[i][i]=0.0; for(R int j=i+1;j<=n;j++) fg[i][j]=fg[i][j-1]*du[j-1]+du[j-1]+sum[j-1]; for(R int i=1;i<=n;i++) for(R int j=0;j<=p;j++) f[i][j]=0x7ffffff; for(R int i=0;i<=p;i++) f[n][i]=0.0; for(R int i=n-1;i>=1;i--) for(R int j=1;j<p;j++) int r=min(i+40,n); for(R int k=i+1;k<=r;k++) f[i][j]=min( f[k][j-1]+fg[i][k], f[i][j]); printf("%.4lf\n",f[1][p-1]); return 0;
以上是关于bzoj 4899 记忆的轮廓 题解(概率dp+决策单调性优化)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
loj6171/bzoj4899 记忆的轮廊(期望dp+优化)
BZOJ2246 [SDOI2011]迷宫探险 记忆化搜索dp + 概率
考后反思(bzoj3940 bzoj4899 bzoj3307)