斜率优化dp(POJ1180 Uva1451)

学这个斜率优化dp却找到这个真心容易出错的题目,其中要从n倒过来到1的确实没有想到,另外斜率优化dp的算法一开始看网上各种大牛博客自以为懂了,最后才发现是错了。

不过觉得看那些博客中都是用文字来描述,还是应该用画图来表示更容易让人明白,不过时间不太够,且网上该题解法到处都是,就不累赘了。

代码才20几行真爽

更为详细的描述参见:

《浅谈数形结合思想在信息学竞赛中的应用》 周源

POJ 1180

稍微加深自己的印象

一般来说,斜率优化是从一些特殊数据的一些类似斜率的性质上找出其单调性。对于普通动态规划方程
例如 poj1180(不考虑反向来讨论)
F[i]=min(F[j]+(s+sumt[i]-sumt[j])*sumf[i]) 
因此我们可以考虑
在i之前
在k<j<i时,考虑使
F[j]+(s+sumt[i]-sumt[j])*sumf[i]<F[k]+(s+sumt[i]-sumf[k])*sumf[i]
化简后可得到
(F[j]-F[k])/(sumt[j]-sumt[k])<sumf[i]
可以类比斜率,如果满足这个条件,那么决策j就比决策k更好,因此我们令
ratio(k,j)=(F[j]-F[k])/(sumt[j]-sumt[k])
当满足ratio(k,j)<sumf[i]则有j好于k
而sumf[i]又是递增的,可以考虑单调队列。
那应该用一个怎样的单调队列来维护最优值呢?
什么值是不需要的?
当ratio(l,k)>ratio(k,j)  (l<k<j)时
如果sumf[i]<ratio(k,j),则这些现在都不会是最优决策
如果ratio(k,j)<sumf[i]<ratio(l,k),则j优于k,l优于k
如果ratio(l,k)<sumf[i],则j最优
因此可以看出k是不需要的
因此可以将k节点删去,最后得到的单调队列则有保证ratio递增

关于单调队列具体操作:
1.将队列中头部满足ratio(head,head+1)<sumf[i]的所有删去,因为sumf是递增的,故此后永远满足head比head+1差,所以可以删去到ratio(head,head+1)>sumf[i],此时head即最优决策。
2.计算出新的ratio(tail,i)不断从尾部往前删除直到ratio(tail,i)>ratio(tail,tail-1).然后将i插入尾部即可

#include<cstdio>
#define Maxn 10005
int i,n,s,head,tail;
int sumt[Maxn],sumf[Maxn],ans[Maxn],p[Maxn];
inline double rat(int x,int y){
return((double)(ans[x]-ans[y])/(double)(sumt[x]-sumt[y]));
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&s);
for(i=;i<=n;i++)
scanf("%d%d",&sumt[i],&sumf[i]);
for(i=n;i>=;i--){
sumt[i]+=sumt[i+];
sumf[i]+=sumf[i+];
while(head<tail&&rat(p[head],p[head+])<=sumf[i]) head++;
ans[i]=ans[p[head]]+sumf[i]*(s+sumt[i]-sumt[p[head]]);
while(head<tail&&rat(p[tail-],p[tail])>=rat(p[tail],i)) tail--;
p[++tail]=i;
}
printf("%d\n",ans[]);
return ;
}

Uva 14

本质上就是裸的斜率优化dp的转型

即求出一定条件下,图像上任意两点斜率的最大值。

#include <cstdio>
#include <cmath>
#define eps 1e-13
int ansl,ansr,n,l,d[],sum[];
double ans;
bool equ(double x,double y){
return(fabs(x-y)<eps);
}
inline double ratio(int a,int b){
return((sum[a]-sum[b])*1.0/(a-b));
}
int main()
{
int t;
scanf("%d",&t);
while(t--){
sum[]=;
scanf("%d%d",&n,&l);
for(int i=; i<=n; i++){
scanf("%1d",&sum[i]);
sum[i]+=sum[i-];
}
ans=;
ansl=;ansr=l;//注意初始化,可能出现0000000
int g=,h=;
for(int i=l; i<=n; i++){
while(h>g&&ratio(d[h],i-l)<=ratio(d[h-],d[h]))
h--;
d[++h]=i-l;
while(g<h&&(ratio(d[g],i)<=ratio(d[g+],i)))
g++;
if(ratio(d[g],i)>ans&&!equ(ans,ratio(d[g],i)))
{
ans=ratio(d[g],i);
ansl=d[g]+;
ansr=i;
}
else if(equ(ans,ratio(d[g],i))&&i-d[g]<ansr-ansl+){
ansl=d[g]+;
ansr=i;
}
}
printf("%d %d\n",ansl,ansr);
}
return ;
}
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