• BZOJ 1233 干草堆 (单调队列优化DP)


    $ BZOJ~1233~~ $ 干草堆: (题目特殊性质)



    $ solution: $

    很妙的一道题目,开始看了一眼觉得是个傻逼贪心,从后往前当前层能多短就多短,尽量节省花费。但是这是DP专题,怎么会有一道小贪心混进来?上网一搜,我果然还是太笨了!

    6
    11 10 7 3 2 6
    

    这组小数据直接把贪心逼上绝路,如果顶层只有6(6-237-1011),只有三层。而如果顶层宽一点(62-37-10-11),就有四层了。什么!我之前好心节省草包,居然办了坏事?

    好吧,题目限定了每一个草包都必须用,这样贪心是有后效性的(你节省的草包改变了下一阶段的状态)。于是我们只好DP,可是我们要维护的东西可就多了:(当前是第几个草包)(最下面一层多宽)(整个干草堆的高度)而题目数据范围只允许我们 $ n~logn $ ,这差距还是有点的,所以我们需要研究题目的性质。

    性质: 最下面一层最窄的干草堆一定包含高度最高的最优解。

    任意取出一个能使层数最高的方案,设有CA层,把其中从下往上每一层最大的块编号记为Ai;任取一个能使底边最短的方案,设有CB层,把其中从下往上每一层最大的块编号记为Bi。显然A1>=B1,ACB<=BCB,这说明至少存在一个k属于(1,CB),满足Ak-1>=Bk-1且Ak<=Bk。也就是说,方案 A 第K 层完全被方案 B 第K 层包含。构造一个新方案,第K 层往上按方案 A,往下按方案 B,两边都不要的块放中间当第K 层。新方案的层数与 A 相同,而底边长度与 B 相同。证毕。  -----引用
    

    然后我们就可发现我们的底层宽度和整个干草堆的高度是相关联的,我们可以在DP最下面一层宽度的同时记录一下高度即可。就像我们的题目变成了求干草堆底层最窄的方案(方案包含高度)。而为了更好的求底层最窄,我们可以从后往前DP,我们设 $ f[i] $ 表示到倒数第i个干草堆底层最窄的宽度。然后转移就变成了:

    $ f[i]=min{s[i]-s[j] }quad j>i,s[i]-s[j]>f[j] $

    (设 $ s[i] $ ) 表示从i开始到最后一个草包的宽度之和(就是后缀和)

    然后我们发现这个东西 $ s[i]-s[j] ,s[i]-s[j]>f[j] $ 很难维护,显然我们需要 $ j $ 尽量小,但是小的 $ j $ 并不一定满足 $ s[i] - s[j]>f[j] $ 于是我们用单调队列来维护。

    单调队列的 $ j $ 应该从大到小排序,且只有第一个是满足 $ s[i]-s[j]>f[j] $ (因为如果后一个也满足,它的j又小,一定更优),在DP过程中当第二个也满足时,第一个显然失去最优效果(于是删除对首)。然后小的 $ j $ 在加入优先队列时,可以根据定义式( $ f[i]=min{s[i]-s[j] } $ )从后往前淘汰掉比它不优的 $ j $ (具体见代码)



    $ code: $

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<iomanip>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    #include<cstdlib>
    #include<ctime>
    #include<cmath>
    #include<vector>
    #include<queue>
    #include<map>
    #include<set>
    
    #define ll long long
    #define db double
    #define rg register int
    
    using namespace std;
    
    int n,tt;
    int a[100005];
    int s[100005];
    int q[100005];
    int h[100005];
    int f[100005];
    
    inline int qr(){
    	register char ch; register bool sign=0; rg res=0;
    	while(!isdigit(ch=getchar()))if(ch=='-')sign=1;
    	while(isdigit(ch))res=res*10+(ch^48),ch=getchar();
    	if(sign)return -res; else return res;
    }
    
    int main(){
    	//freopen(".in","r",stdin);
    	//freopen(".out","w",stdout);
    	n=qr(); q[++tt]=n+1; rg l=1,r=1;
    	for(rg i=1;i<=n;++i) a[i]=qr();
    	for(rg i=n;i>=1;--i) s[i]=s[i+1]+a[i];
    	for(rg i=n;i>=1;--i){ //注意是从后往前枚举!j 一定大于 i !
    		while(l<r&&s[i]>=f[q[l+1]]+s[q[l+1]])++l; //后面的j比前面小,比当前这个优,只不过可能不满足s[i]-s[j]>f[j]
    (设 $ s[i] $ ) 表示从i开始到最后一个草包的宽
    		f[i]=s[i]-s[q[l]]; h[i]=h[q[l]]+1;
    		while(l<=r&&f[q[r]]+s[q[r]]>f[i]+s[i])--r;
    		q[++r]=i;
    	}printf("%d
    ",h[1]);
    	return 0;
    }
    
    
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