非常巧妙的 (O(n^23^n)) 做法。
题目的本质是要求一棵生成树,使得其每条边的长度与这条边的起点深度乘积的和最小。
我们使用状压 DP,考虑到当前状态与已经打通的点和深度有关,不妨设 (f(S,x)) 为当前所打通点集合为 (S),且当前树深度为 (x) 时的最小花费。状态转移方程
[f(S,x)=min_{S_0subsetneq S}left{f(S_0,x-1)+xsum_{uin S ackslash S_0}min_{vin S_0}{w(u,v)}
ight}
]
翻译成人话就是,枚举当前状态的真子集,作为第 (x-1) 层的状态,将真子集的补集作为当前 (x) 层的点,找到向第 (x-1) 层连边的最小花费之和(当然,还要保证 (S_0) 可以扩展到当前状态)。
初始:(forall 1leq ileq n,f({i},0)=0),其余为正无穷。目标:(minlimits_{1leq ileq n}{f(U,i)}),其中 (U) 为全集。
其他需要注意的点:
- 预处理出每个点能拓展出的集合。
- 为方便位运算,将所有点标号为 (0,dots,n-1)。
现在分析一下复杂度。两两点枚举连边复杂度为 (O(n^2)),枚举所有子集的子集复杂度为 (sumlimits_{k=0}^{n}C^k_n2^k=(1+2)^n=3^n)(二项式定理),于是总复杂度 (O(n^23^n))。
(还在题解区发现 (O(n3^n)) 做法的,太巨了
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=12,M=1<<N,INF=0x3f3f3f3f;
int n,m,d[N][N],f[M][N],g[M];
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&m);
memset(d,INF,sizeof(d));
for(int i=0;i<n;++i) d[i][i]=0;
for(int i=1,a,b,c;i<=m;++i)
{
scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
a--,b--; d[a][b]=d[b][a]=min(d[a][b],c);
}
for(int i=1;i<1<<n;++i)
for(int j=0;j<n;++j)
if(i>>j&1)
for(int k=0;k<n;++k)
if(d[j][k]!=INF)
g[i]|=1<<k; //预处理可扩展集合
memset(f,INF,sizeof(f));
for(int i=0;i<n;++i) f[1<<i][0]=0;
for(int i=1;i<1<<n;++i)
for(int j=i-1;j;j=(j-1)&i) //枚举真子集
if((g[j]&i)==i)
{
int cpl=i^j,cost=0; //cpl即是补集
for(int u=0;u<n;++u) //对于每个点,求最小
if(cpl>>u&1)
{
int tmp=INF;
for(int v=0;v<n;++v)
if(j>>v&1)
tmp=min(tmp,d[u][v]);
cost+=tmp;
}
for(int k=1;k<n;++k) f[i][k]=min(f[i][k],f[j][k-1]+k*cost); //更新
}
printf("%d",*min_element(f[(1<<n)-1],f[(1<<n)-1]+n));
return 0;
}