• BZOJ1597 [Usaco2008 Mar]土地购买 动态规划 斜率优化


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    题意概括

      有N (1 <= N <= 50,000) 块长方形的土地. 每块土地的长宽满足(1 <= 宽 <= 1,000,000; 1 <= 长 <= 1,000,000). 每块土地的价格是它的面积,但可以同时购买多快土地. 这些土地的价格是它们最大的长乘以它们最大的宽, 但是土地的长宽不能交换. 如果FJ买一块3x5的地和一块5x3的地,则他需要付5x5=25. FJ希望买下所有的土地,但是他发现分组来买这些土地可以节省经费. 他需要你帮助他找到最小的经费.


    题解

      我们设长为a,宽为b。

      我们先把a和b都排个序,然后把被其他包含的去掉,于是我做到a是降序的,b是升序的。

      然后,不难列出dp方程:

      对于删改过的,而且是有序的,那么:

      f[ i ] = min( f[ j ] + a[ j + 1 ] × b[ i ] )  (0 ≤ j < i)

      然而我们发现要超时,于是就要用到经典的斜率优化。

      如果从 f[j] 转移比从 f[k] 转移更优,(j<k),那么有:

      f[j] + a[j+1] * b[i] > f[k] + a[k+1] * b[i]

      移项得:

      b[i] < (f[k] - f[j]) / (a[k+1] - a[j+1])

      设 g[j,k] = (f[k] - f[j]) / (a[k+1] - a[j+1]) 

      那么,如果g[j,k]<b[i],因为b[i+k] (k≥0)≥b[i],所以 j 永远比 k 差,那么 j 就可以扔掉了。

      第二,如果a<b<c,且 g[a,b] > g[b,c],那么b永远不可能为决策点。

      因为:如果g[b,c] < b[i], 那么b显然没用了。

      如果g[b,c]≥b[i], 那么因为 g[a,b] > g[b,c] ,所以g[a,b] > b[i] , 那么从a转移比从b更优,b还是废了。

      于是我们用单调队列来维护这个东东即可。


    代码

    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <cmath>
    using namespace std;
    typedef long long LL;
    const int N=50000+5;
    struct ground{
    	int a,b;
    }g[N];
    int n,a[N],b[N],q[N],head,tail;
    bool alive[N];
    LL f[N];
    bool cmp(ground x,ground y){
    	if (x.b==y.b)
    		return x.a<y.a;
    	return x.b<y.b;
    }
    void DelUseless(){
    	int n_=0;
    	memset(alive,true,sizeof alive);
    	sort(g+1,g+n+1,cmp);
    	int Max=0;
    	for (int i=n;i>=1;i--)
    		if (g[i].a<=Max)
    			alive[i]=0;
    		else
    			Max=g[i].a;
    	for (int i=1;i<=n;i++)
    		if (alive[i])
    			a[++n_]=g[i].a,b[n_]=g[i].b;
    	n=n_;
    	// a递减,b递增 
    }
    double G(int j,int k){
    	double A=f[k]-f[j],B=a[j+1]-a[k+1];
    	return A/B;
    }
    int main(){
    	scanf("%d",&n);
    	for (int i=1;i<=n;i++)
    		scanf("%d%d",&g[i].a,&g[i].b);
    	DelUseless();
    	// f[i] = min(f[j] + a[j+1] * b[i])
    	// 如果 j < k 且从 j 转移更优, 那么:
    	// f[j] + a[j+1] * b[i] > f[k] + a[k+1] * b[i]
    	// b[i] < (f[k] - f[j]) / (a[k+1] - a[j+1])
    	// 设 g[j,k] = (f[k] - f[j]) / (a[k+1] - a[j+1]) 
    	head=1,tail=0;
    	memset(f,0,sizeof f);
    	q[++tail]=0;
    	for (int i=1;i<=n;i++){
    		while (head<tail&&G(q[head],q[head+1])<b[i])
    			head++;
    		f[i]=f[q[head]]+1LL*a[q[head]+1]*b[i];
    		while (head<tail&&G(q[tail-1],q[tail])>G(q[tail],i))
    			tail--;
    		q[++tail]=i;
    	}
    	printf("%lld",f[n]);
    	return 0;
    }
    /*
    5
    25 25
    15 15
    30 30
    25 35
    20 15
    */
    

      

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