• [BZOJ]1027 合金(JSOI2007)


      不知道该如何评价吧,很神的一道题,就算是10年前的题目也不可小觑啊。

    Description

      某公司加工一种由铁、铝、锡组成的合金。他们的工作很简单。首先进口一些铁铝锡合金原材料,不同种类的原材料中铁铝锡的比重不同。然后,将每种原材料取出一定量,经过融解、混合,得到新的合金。新的合金的铁铝锡比重为用户所需要的比重。 现在,用户给出了n种他们需要的合金,以及每种合金中铁铝锡的比重。公司希望能够订购最少种类的原材料,并且使用这些原材料可以加工出用户需要的所有种类的合金。

    Input

      第一行两个整数m和n,分别表示原材料种数和用户需要的合金种数。第2到m + 1行,每行三个实数a, b, c,分别表示铁铝锡在一种原材料中所占的比重。第m + 2到m + n + 1行,每行三个实数a, b, c,分别表示铁铝锡在一种用户需要的合金中所占的比重。

    Output

      一个整数,表示最少需要的原材料种数。若无解,则输出–1。

    Sample Input

      10 10
      0.1 0.2 0.7
      0.2 0.3 0.5
      0.3 0.4 0.3
      0.4 0.5 0.1
      0.5 0.1 0.4
      0.6 0.2 0.2
      0.7 0.3 0
      0.8 0.1 0.1
      0.9 0.1 0
      1 0 0
      0.1 0.2 0.7
      0.2 0.3 0.5
      0.3 0.4 0.3
      0.4 0.5 0.1
      0.5 0.1 0.4
      0.6 0.2 0.2
      0.7 0.3 0
      0.8 0.1 0.1
      0.9 0.1 0
      1 0 0

    Sample Output

      5

    HINT

      m, n ≤ 500,a, b, c ≥ 0 且 a + b + c = 1。

    Solution

      先说一个结论:设v1,v2...vn是n个向量,a1,a2...an是n个未知常数,且a1+a2+...+an=定值d。

      那么合成向量V=a1v1+a2v2+...+anvn一定位于向量dv1,dv2...dvn构成的凸包内。

      不知道怎么证明的可以先从两个向量的情况开始YY一下,小C就不多做解释了。

      所以这题想干啥?三维凸包?仔细一想还不一定是凸包,因为它要求点数最少。

      我们发现这个向量实际上是只有两维的,因为确定了两维之后,第三维是完全确定的。

      所以就只剩两维了,但还是不能从凸包入手,怎么办?这时我们需要一些窒息操作。

      题目要求我们在m个点中求一个点数(边数)最小的多边形,把n个点全部包在内。

      这个多边形上的边一定满足所有n个点都在这条边的一侧。

      所以找这个多边形就相当于从一个点出发,每次只走n个点都在一侧的边,走最少的边数,回到起点!

      所以问题就变成了在有向图上找最短长度的环!最短路径问题!!

      m只有500,用Floyd就行,为了拿排名你可以选择Dijkstra,由于边长只有1你甚至可以bfs。

      注意一开始要把答案为1和答案为2的情况特判掉。

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    #define INF 0x3FFFFFFF
    #define MN 505
    #define eps 1e-12
    using namespace std;
    struct vec
    {
        double x,y;
        friend vec    operator-(const vec& a,const vec& b) {return (vec){a.x-b.x,a.y-b.y};}
        friend double operator/(const vec& a,const vec& b) {return a.x*b.y-a.y*b.x;}
        friend double abs(const vec& a) {return a.x*a.x+a.y*a.y;}
    }a[MN],b[MN];
    int dis[MN][MN];
    int n,m,ans;
    
    inline int read()
    {
        int n=0,f=1; char c=getchar();
        while (c<'0' || c>'9') {if(c=='-')f=-1; c=getchar();}
        while (c>='0' && c<='9') {n=n*10+c-'0'; c=getchar();}
        return n*f;
    }
    
    bool cmp1(const vec& A,const vec& B) {return A.y<B.y || A.y==B.y && A.x<B.x;}
    bool check(const vec& A,const vec& B)
    {    
        vec AB=B-A;
        for (register int i=1;i<=m;++i)
            if (AB/(b[i]-A)<-eps) return false;
        return true;
    }
    
    int main()
    {
        register int i,j,k;
        double z;
        n=read(); m=read();
        for (i=1;i<=n;++i) scanf("%lf%lf%lf",&a[i].x,&a[i].y,&z);
        for (i=1;i<=m;++i) scanf("%lf%lf%lf",&b[i].x,&b[i].y,&z);
        for (i=1;i<=n;++i)
        {
            for (j=1;j<=m;++j) if (a[i].x!=b[j].x||a[i].y!=b[j].y) break;
            if (j>m) return 0*printf("1");
        }
        sort(a+1,a+n+1,cmp1);
        for (i=1;i<n;++i)
            for (j=i+1;j<=n;++j)
            {
                for (k=1;k<=m;++k)
                {
                    if (fabs((b[k]-a[i])/(a[j]-a[i]))>eps) break;
                    if (a[i].y!=a[j].y) {if (b[i].y<a[i].y||b[i].y>a[j].y) break;}
                    else {if (b[i].x<a[i].x||b[i].x>a[j].x) break;}
                }
                if (k>m) return 0*printf("2");
            }
        memset(dis,62,sizeof(dis));
        for (i=1;i<=n;++i)
            for (j=1;j<=n;++j)
                if (i!=j&&check(a[i],a[j])) dis[i][j]=1;
        for (k=1;k<=n;++k)
            for (i=1;i<=n;++i)
                for (j=1;j<=n;++j)
                    dis[i][j]=min(dis[i][j],dis[i][k]+dis[k][j]);
        ans=dis[0][0];
        for (i=1;i<=n;++i) if (dis[i][i]>2) ans=min(ans,dis[i][i]);
        if (ans==dis[0][0]) return 0*printf("-1");
        printf("%d",ans);
    }

    Last Word

      从计算几何转化为图论模型,这种题目还真是少见啊,转化这种东西没有一定的脑洞还真没法想出来。

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