• P2458 [SDOI2006]保安站岗[树形dp]


    题目描述

    五一来临,某地下超市为了便于疏通和指挥密集的人员和车辆,以免造成超市内的混乱和拥挤,准备临时从外单位调用部分保安来维持交通秩序。

    已知整个地下超市的所有通道呈一棵树的形状;某些通道之间可以互相望见。总经理要求所有通道的每个端点(树的顶点)都要有人全天候看守,在不同的通道端点安排保安所需的费用不同。

    一个保安一旦站在某个通道的其中一个端点,那么他除了能看守住他所站的那个端点,也能看到这个通道的另一个端点,所以一个保安可能同时能看守住多个端点(树的结点),因此没有必要在每个通道的端点都安排保安。

    编程任务:

    请你帮助超市经理策划安排,在能看守全部通道端点的前提下,使得花费的经费最少。

    输入输出格式

    输入格式:

    第1行 n,表示树中结点的数目。

    第2行至第n+1行,每行描述每个通道端点的信息,依次为:该结点标号i(0<i<=n),在该结点安置保安所需的经费k(<=10000),该边的儿子数m,接下来m个数,分别是这个节点的m个儿子的标号r1,r2,...,rm。

    对于一个n(0 < n <= 1500)个结点的树,结点标号在1到n之间,且标号不重复。

    输出格式:

    最少的经费。

    如右图的输入数据示例

    输出数据示例:

    img

    输入输出样例

    输入样例#1:

    6
    1 30 3 2 3 4
    2 16 2 5 6
    3 5 0
    4 4 0
    5 11 0
    6 5 0
    

    输出样例#1:

    25
    

    说明

    样例说明:在结点2,3,4安置3个保安能看守所有的6个结点,需要的经费最小:25

    解析:

    写完这道题,真的感觉提高了不少!


    看到题解写的都是三种状态,虽然我也写了三种状态的解法(比较容易理解),但是咱教练曰:四种状态的也可以。于是便来一发四种状态的(其实本质上也可以化为三种状态,二者无本质区别)。

    根据题意,我们得出对于除叶子节点外任意的节点(x),可以有四种情况:

    (x)的位置的费用为(c_x),其父节点为(fa)

    1. (x)的位置没有保安,(fa)的位置有保安
    2. (x)的位置没有保安,(fa)的位置没有保安
    3. (x)的位置有保安,(fa)的位置有保安
    4. (x)的位置有保安,(fa)的位置没有保安

    (dp[x][0/1/2/3])表示在以(x)为根的子树中,使得每个端点都被覆盖了的最小花费。其中每一种状态对应上面的每一种情况。

    注意一下下文提到的状态与情况的区别。

    一、

    首先考虑(1)情况,对于这样的(x),假设它任意一个子节点为(y),那么必然有:

    (dp[x][0]=sum_{yin tree(x)} min(dp[y][1],dp[y][3]))

    即,若要使情况(1)成立,那么必然要从使得它成立的状态(即(y)的父节点没有保安)转移过来。

    二、

    我们先考虑(3、4)情况,因为他们比较像。。。

    我估摸着这个状态是可以合并的,因为无论(x)(fa)有没有保安,都无所谓,不影响转移。

    容易得出:

    (dp[x][2/3]=sum_{yin{tree(x)}} min(dp[y][0],dp[y][2])+c_x)

    即,若要使得情况(3、4)成立,那么(y)(fa)就要有保安。

    三、

    这里就比较难理解,但是跟其它题解是同一个思路。

    我们首先明确我们对状态的刻画:(dp[x][0/1/2/3])表示在以(x)为根的子树中,每个端点都被覆盖了所能得到的最小花费。

    对于情况(2),有两种决策,即

    1. 选择从子节点(y)的第(1)种状态转移过来((dp[y][1])),这时(y)位置没有保安。
    2. 选择从子节点(y)的第(3)种状态转移过来((dp[y][3])),这时(y)位置有保安。

    可以预见的是,如果对于一个节点(x),把它作为一个根节点,它的所有子节点(y)都不放置保安时得到最优解(即(x)阶段全部从(dp[y][1])转移过来),那么显然这样的情况是不符合我们刻画的状态的(根节点(x)未被覆盖到)。

    所以我们就要特判一下,一旦出现这种情况,我们就要贪心地去使得当前状态在我们规定的意义下成立。

    即,寻找对花费贡献最小的那个(dp[y][3]),拿它做转移到(x)

    怎么做呢?很简单,我们把最小的(dp[y][3]-dp[y][1])加进原先我们得出的无法成立的状态中就行了。

    证明的话,其实想一想,这个差值其实就是将原先的一个转移(dp[y][1])变成(dp[y][3])的时候的变化值。

    建议好好品味这道题,能有不错的收获。

    参考代码:

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<cstdlib>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #define INF 0x3f3f3f3f
    #define PI acos(-1.0)
    #define N 2010
    #define MOD 2520
    #define E 1e-12
    #define INF 0x3f3f3f3f
    using namespace std;
    //start from 1
    struct rec{
    	int next,ver;
    }g[N<<1];
    int head[N],tot,n,dp[N][4],a[N];
    bool v[N];
    inline int read()
    {
    	int f=1,x=0;char c=getchar();
    	while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
    	while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+c-'0';c=getchar();}
    	return x*f;
    }
    void add(int x,int y)
    {
    	g[++tot].ver=y;
    	g[tot].next=head[x],head[x]=tot;
    }
    void calc(int x)
    {
    	v[x]=1;
    	int sum=0,minn=INF;
    	dp[x][2]=a[x];dp[x][3]=a[x];
    	for(int i=head[x];i;i=g[i].next){
    		int y=g[i].ver;
    		if(v[y]) continue;
    		calc(y);
    		//0fa有self没有,1fa没有self没有,2fa有self有,3fa没有self有 
    		dp[x][2]+=min(dp[y][0],dp[y][2]);
    		dp[x][3]+=min(dp[y][0],dp[y][2]);
    		if(dp[y][1]>dp[y][3]) sum++;
    		else minn=min(minn,dp[y][3]-dp[y][1]);
    		dp[x][0]+=min(dp[y][1],dp[y][3]);
    		dp[x][1]+=min(dp[y][1],dp[y][3]);
    	}
    	if(!sum) dp[x][1]+=minn;
    }
    int main()
    {
    	n=read();
    	for(int i=1;i<=n;i++){
    		int ii,k;
    		ii=read(),a[ii]=read(),k=read();
    		for(int t=1;t<=k;t++){
    			int y;
    			y=read();
    			add(ii,y),add(y,ii); 
    		}
    	}
    	calc(1);
    	cout<<min(dp[1][1],dp[1][3])<<endl;//根节点不会有父节点嘛,这个好理解
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/DarkValkyrie/p/11210584.html
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