• 数学:三分法


    这里给出一个例题BZOJ1857,题意是这样的:

    在一个2维平面上有两条传送带,每一条传送带可以看成是一条线段。两条传送带分别为线段AB和线段CD。

    lxhgww在AB上的移动速度为P,在CD上的移动速度为Q,在平面上的移动速度R。

    现在lxhgww想从A点走到D点,他想知道最少需要走多长时间

    根据肯定知道最终的路径是一个这样形状的

    关键就在于确定E和F点的位置

    确定的时候控制变量,定E求F,定F求E

    假设我们是定E求F,那么在AB上肯定存在一个点满足AF+FE最小

    在这个最值点的左右两侧都不能得到最优的结果

    如果把这个距离值反馈成函数那么它就是一个单峰函数

    然后我们只要求这个机制就好了,方法就是三分法,下面给出介绍:

     对于任意一个上凸函数,选取函数上任意两个点A,B(xA<xB),若满足yA<yB,那么该函数的极值点必然在[xA,+∞)中,若满足yA>yB,那么该函数极值点必然在(-∞,xB]中,若满足yA=yB,那么该函数的极值点必然在[xA,xB]中。
    
     对于任意一个下凸函数,选取函数上任意两个点A,B(xA<xB),若满足yA<yB,那么该函数的极值点必然在(-∞,xB]中,若满足yA>yB,那么该函数极值点必然在[xA,+∞)中,若满足yA=yB,那么该函数的极值点必然在[xA,xB]中。

    然后用这个写程序就好了。

     1 #include<cstdio>
     2 #include<cmath> 
     3 #define eps 1e-3
     4 int ax,ay,bx,by;
     5 int cx,cy,dx,dy;
     6 int p,q,r;
     7 inline int read()
     8 {
     9     int x=0,f=1;char ch=getchar();
    10     while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    11     while(ch>='0'&&ch<='9') {x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    12     return x*f;
    13 }
    14 double dis(double x1,double y1,double x2,double y2)
    15 {
    16     return sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));
    17 }
    18 double cal(double x,double y)  //x和y是计算完的AB上的点 
    19 {
    20     double lx=cx,ly=cy,rx=dx,ry=dy;
    21     double x1,y1,x2,y2,t1,t2;
    22     while(fabs(rx-lx)>eps||fabs(ry-ly)>eps)
    23     {
    24         x1=lx+(rx-lx)/3;y1=ly+(ry-ly)/3;
    25         x2=lx+(rx-lx)/3*2;y2=ly+(ry-ly)/3*2;
    26         t1=dis(ax,ay,x,y)/p+dis(x,y,x1,y1)/r+dis(x1,y1,dx,dy)/q;
    27         t2=dis(ax,ay,x,y)/p+dis(x,y,x2,y2)/r+dis(x2,y2,dx,dy)/q;
    28         if(t1>t2){lx=x1;ly=y1;}
    29         else {rx=x2;ry=y2;}
    30     }
    31     //计算完lx和ly是CD上的点 
    32     return  dis(ax,ay,x,y)/p+dis(x,y,lx,ly)/r+dis(lx,ly,dx,dy)/q;
    33 }
    34 int main()
    35 {
    36     ax=read(),ay=read(),bx=read(),by=read();
    37     cx=read(),cy=read(),dx=read(),dy=read();
    38     p=read(),q=read(),r=read();
    39     
    40     double lx=ax,ly=ay,rx=bx,ry=by;
    41     double x1,y1,x2,y2,t1,t2;
    42     while(fabs(rx-lx)>eps||fabs(ry-ly)>eps)
    43     {
    44         x1=lx+(rx-lx)/3;y1=ly+(ry-ly)/3;
    45         x2=lx+(rx-lx)/3*2;y2=ly+(ry-ly)/3*2;
    46         t1=cal(x1,y1);t2=cal(x2,y2);  //用CD结果迭代算AB 
    47         if(t1>t2) {lx=x1;ly=y1;}
    48         else {rx=x2;ry=y2;}
    49     }
    50     printf("%.2lf
    ",cal(lx,ly));
    51     //传AB终值算答案 
    52     return 0;
    53 }
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