• [HNOI2012]射箭


    Description

    沫沫最近在玩一个二维的射箭游戏,如下图 1 所示,这个游戏中的 x 轴在地面,第一象限中有一些竖直线段作为靶子,任意两个靶子都没有公共部分,也不会接触坐标轴。沫沫控制一个位于(0,0)的弓箭手,可以朝 0 至 90?中的任意角度(不包括 0度和 90度),以任意大小的力量射出带有穿透能力的光之箭。由于游戏中没有空气阻力,并且光之箭没有箭身,箭的轨迹会是一条标准的抛物线,被轨迹穿过的所有靶子都认为被沫沫射中了,包括那些 只有端点被射中的靶子。这个游戏有多种模式,其中沫沫最喜欢的是闯关模式。在闯关模式中,第一关只有一个靶 子,射中这个靶子即可进入第二关,这时在第一关的基础上会出现另外一个靶子,若能够一箭 双雕射中这两个靶子便可进入第三关,这时会出现第三个靶子。依此类推,每过一关都会新出 现一个靶子,在第 K 关必须一箭射中前 K 关出现的所有 K 个靶子才能进入第 K+1 关,否则游戏 结束。沫沫花了很多时间在这个游戏上,却最多只能玩到第七关“七星连珠”,这让她非常困惑。 于是她设法获得了每一关出现的靶子的位置,想让你告诉她,最多能通过多少关

    Input

    输入文件第一行是一个正整数N,表示一共有N关。接下来有N行,第i+1行是用空格隔开的三个正整数xi,yi1,yi2(yi1<yi2 ),表示第i关出现的靶子的横坐标是xi,纵坐标的范围是从yi1到yi2 。 
     输入保证30%的数据满足N≤100,50%的数据满足N≤5000,100%的数据满足N≤100000且给 出的所有坐标不超过109 。 
     

    Output

    仅包含一个整数,表示最多的通关数。

    Sample Input

    5
    2 8 12
    5 4 5
    3 8 10
    6 2 3
    1 3 7

    Sample Output

    3

    HINT

    题解:

    这道题我们不难发现,每一个抛物线都是过原点的,所以显然:$$y=ax^2+bx$$

    由于这道题题目中的“靶子”都是纵向的竖线,即满足:$$y_1≤ax^2+bx≤y_2$$

    所以:

    $$
    f(n) =
    egin{cases}
    b≥ frac{y_1}{x}-ax\
    b≤ frac{y_2}{x}-ax
    end{cases}
    $$

    我们可以发现每一个关卡就是一组这样的不等式,

    那么我们将a作为x轴,b作为y轴,因为每次的x,y1,y2都是确定的,那么每一关就相当于一条直线,用半平面交就可以确定了。

    半平面交O(nlogn)算法参考数学一本通P266中朱泽园提出的“排序增量算法”

    论文网址

    //Never forget why you start
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstdlib>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    #define double long double
    #define inf (1e15)
    using namespace std;
    int n,m;
    struct point {
        double x,y;
        friend double operator * (const point a,const point b) {
            return a.x*b.y-a.y*b.x;//向量叉乘 
        }
        friend point operator - (const point a,const point b) {
            point ans;
            ans.x=a.x-b.x;
            ans.y=a.y-b.y;
            return ans;//向量相减 
        }
    };
    struct line {
        point a,b;
        int id;
        double k;
        friend bool operator < (const line a,const line b) {
            if(a.k==b.k)return (a.b-a.a)*(b.a-a.a)>0;//向量叉乘表示a比b小 
            else return a.k<b.k;//重载小于号,先按级角排序,如果级角相同,越靠左的越小 
        }
    } l[200010],a[200010],q[200010];
    point suan(line a,line b) {
        double k1,k2,t;
        k1=(b.b-a.a)*(a.b-a.a);
        k2=(a.b-a.a)*(b.a-a.a);
        t=k2/(k1+k2);
        point p;
        p.x=b.a.x+t*(b.b.x-b.a.x);
        p.y=b.a.y+t*(b.b.y-b.a.y);
        return p;
    }//计算两个向量的交点 
    double cal(double a,double b,double x) {
        return b/a-a*x;
    }//计算一个直线上f(x) 
    bool pd(line a,line b,line c) {
        point p=suan(a,b);
        return (p-c.a)*(c.b-c.a)>0;
    }//判断是否要出栈,即当前向量是否在上一交点的左侧 
    bool judge(int mid) {
        int i,cnt=0;
        for(i=1; i<=m; i++) {
            if(l[i].id<=mid) {
                if(l[i].k!=a[cnt].k)cnt++;
                a[cnt]=l[i];
            }
        }//将前mid关的靶子放入a[]中 
        int l=1,r=0;
        q[++r]=a[1];
        q[++r]=a[2];
        for(i=3; i<=cnt; i++) {
            while(l<r&&pd(q[r-1],q[r],a[i]))r--;
            while(l<r&&pd(q[l+1],q[l],a[i]))l++;
            q[++r]=a[i];
        }
        while(l<r&&pd(q[r-1],q[r],q[l]))r--;
        while(l<r&&pd(q[l+1],q[l],q[r]))l++;//因为是一个环,所以首尾都要尽可能的出栈 
        return r-l>=2;//如果最终r-l>=2则说明至少有合法的半平面交存在 
    }
    int main() {
        int i,j;
        scanf("%d",&n);
        l[++m].a=(point){-inf,-inf};l[m].b=(point){inf,-inf};
        l[++m].a=(point){inf,-inf};l[m].b=(point){inf,inf};
        l[++m].a=(point){inf,inf};l[m].b=(point){-inf,inf};
        l[++m].a=(point){-inf,inf};l[m].b=(point){-inf,-inf};//算法要求,必须要在四周加上边界 
        for(i=1; i<=n; i++) {
            double x,ya,yb;
            scanf("%Lf%Lf%Lf",&x,&ya,&yb);
            l[++m].a.x=-1;l[m].a.y=cal(x,ya,-1);
            l[m].b.x=1;l[m].b.y=cal(x,ya,1);
            l[++m].a.x=1;l[m].a.y=cal(x,yb,1);
            l[m].b.x=-1;l[m].b.y=cal(x,yb,-1);
            l[m].id=l[m-1].id=i;
        }
        for(i=1; i<=m; i++)
            l[i].k=atan2(l[i].b.y-l[i].a.y,l[i].b.x-l[i].a.x);//这个函数可以直接计算出级角 
        sort(l+1,l+m+1);//将级角从小到大排序 
        int l=1,r=n,ans=0;
        while(l<=r) {
            int mid=(l+r)>>1;
            if(judge(mid))ans=mid,l=mid+1;
            else r=mid-1;
        }//二分答案 
        printf("%d
    ",ans);
        return 0;
    }
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