• 【题解】生日蛋糕-C++


    Description
    7月17日是Mr.W的生日,ACM-THU为此要制作一个体积为Nπ的M层生日蛋糕,每层都是一个圆柱体。设从下往上数第i(1 <= i <= M)层蛋糕是半径为Ri, 高度为Hi的圆柱。当i < M时,要求Ri > Ri+1且Hi > Hi+1。由于要在蛋糕上抹奶油,为尽可能节约经费,我们希望蛋糕外表面(最下一层的下底面除外)的面积Q最小。
    令Q = Sπ
    请编程对给出的N和M,找出蛋糕的制作方案(适当的Ri和Hi的值),使S最小。
    (除Q外,以上所有数据皆为正整数)
    Input
    有两行,第一行为N(N <= 10000),表示待制作的蛋糕的体积为Nπ;第二行为M(M <= 20),表示蛋糕的层数为M。
    Output
    仅一行,是一个正整数S(若无解则S = 0)
    Sample Input
    100
    2
    Sample Output
    68
    HINT
    圆柱公式

    体积V = πR^2H

    侧面积A’ = 2πRH

    底面积A = πR^2


    这道题目主要考察的是DFS的剪枝,注释已经打在代码里了,再看不懂我也没办法。
    思路:
    从第一层到第m层从上自下考虑,每次拓展第dep层的h和r,然后核心语句(极大化剪枝)

    if(s+2*i*j+back[dep+1]>=ans)break;//极大化剪枝
    

    back是底面积的后缀和数组:

    for(int i=m;i>=1;i--)
    {
    	back[i]=back[i+1]+2*(m-i+1)*(m-i+1);
    }
    

    下面是代码,注释很详细了,第一篇写了这么多注释的代码, 就别抄了a.a

     1 /*
     2 ①m-dep+1:这个意思是还剩下未考虑的蛋糕层数,同时也代表着第dep层最小的高和半径 
     3 ②sqrt(n-v):因为n-v是剩下的体积,开根号之后就接近于r,h越大误差越大,这样能够有效地提高代码循环效率 
     4 */
     5 #include<bits/stdc++.h>
     6 using namespace std;
     7 int n,m,ans,h[10010],r[10010];//h[i]=第i层蛋糕的高,r[i]=第i层蛋糕的半径 
     8 int back[11000];//底面积后缀和数组,因为实在不知道取什么名字干脆就这样了 
     9 void dfs(int dep,int s/*表面积*/,int v/*体积*/)
    10 {
    11     if(dep==m+1)
    12     {
    13         if(v==n)ans=min(ans,s);
    14         return ;
    15     }
    16     int u=min(int(double(sqrt(n-v))/**/),r[dep-1]-1);
    17     for(int i=u;i>=(m-dep+1)/**/;i--)
    18     {
    19         if(2*(n-v)/i+s>=ans)continue;
    20         for(int j=(m-dep+1);j<=min((n-v)/(i*i),h[dep-1]-1);j++)
    21         {
    22             if(s+2*i*j+back[dep+1]>=ans)break;//极大化剪枝
    23             if(v+i*i*j>n)break;//不合法情况剪枝 
    24             r[dep]=i;h[dep]=j;
    25             if(dep!=1)dfs(dep+1,s+2*i*j,v+i*i*j);
    26             else dfs(dep+1,s+2*i*j+i*i,v+i*i*j);//因为dep为1的时候传进来的s是0,计算是毒瘤(划去) 
    27             r[dep]=0;h[dep]=0;//回溯
    28         }
    29     }
    30 }
    31 int main()
    32 {
    33     cin>>n>>m;
    34     for(int i=m;i>=1;i--)
    35     {
    36         back[i]=back[i+1]+2*(m-i+1)*(m-i+1);
    37     }
    38     ans=0x3f3f3f3f;r[0]=h[0]=0x3f3f3f3f;
    39     dfs(1,0,0);
    40     if(ans==0x3f3f3f3f)
    41         cout<<0<<endl;//判断特殊情况 
    42     else cout<<ans<<endl;
    43     return 0;
    44 }

    ov.

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