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poj 1837 Balance (01背包)(转)

2019年04月02日 算法 ⁄ 共 1893字 ⁄ 字号 评论关闭

题目大意:

有一个天平,天平左右两边各有若干个钩子,总共有C个钩子,有G个钩码,求将钩码全部挂到钩子上使天平平衡的方法的总数。

其中可以把天枰看做一个以x轴0点作为平衡点的横轴

输入:

2 4 //C 钩子数 与 G钩码数

-2 3 //负数:左边的钩子距离天平中央的距离;正数:右边的钩子距离天平中央的距离c[k]

3 4 5 8 //G个重物的质量w[i]

 

 

dp思路:

每向天平中方一个重物,天平的状态就会改变,而这个状态可以由若干前一状态获得。

 

首先定义一个平衡度j的概念

当平衡度j=0时,说明天枰达到平衡,j>0,说明天枰倾向右边(x轴右半轴),j<0则相反

那么此时可以把平衡度j看做为衡量当前天枰状态的一个值

因此可以定义一个 状态数组dp[i][j],意为在挂满前i个钩码时,平衡度为j的挂法的数量。

由于距离c[i]的范围是-15~15,钩码重量的范围是1~25,钩码数量最大是20

因此最极端的平衡度是所有物体都挂在最远端,因此平衡度最大值为j=15*20*25=7500。原则上就应该有dp[
1~20 ][-7500 ~ 7500 ]。

因此为了不让下标出现负数,做一个处理,使使得数组开为
dp[1~20][0~15000],则当j=7500时天枰为平衡状态

 

那么每次挂上一个钩码后,对平衡状态的影响因素就是每个钩码的 力臂

力臂=重量 *臂长 = w[i]*c[k]

那么若在挂上第i个砝码之前,天枰的平衡度为j

  
(换言之把前i-1个钩码全部挂上天枰后,天枰的平衡度为j)

则挂上第i个钩码后,即把前i个钩码全部挂上天枰后,天枰的平衡度 j=j+ w[i]*c[k]

  
其中c[k]为天枰上钩子的位置,代表第i个钩码挂在不同位置会产生不同的平衡度

 

不难想到,假设 dp[i-1][j] 的值已知,设dp[i-1][j]=num

              
(即已知把前i-1个钩码全部挂上天枰后得到状态j的方法有num次)

   那么dp[i][ j+ w[i]*c[k] ] =
dp[i-1][j] = num

(即以此为前提,在第k个钩子挂上第i个钩码后,得到状态j+ w[i]*c[k]的方法也为num次)

 

想到这里,利用递归思想,不难得出 状态方程dp[i][ j+ w[i]*c[k] ]=
∑(dp[i-1][j])

有些前辈推导方式稍微有点不同,得到的 状态方程为dp[i][j] =∑(dp[i - 1][j - c[i] *
w[i]])

 

其实两条方程是等价的,这个可以简单验证出来,而且若首先推导到第二条方程,也必须转化为第一条方程,这是为了避免下标出现负数

 

结论:

最终转化为01背包问题

状态方程dp[i][ j+ w[i]*c[k] ]= ∑(dp[i-1][j])

初始化:dp[0][7500] = 1;  
//不挂任何重物时天枰平衡,此为一个方法

 

复杂度O(C*G*15000)  完全可以接受

#include<iostream>
using namespace std;

int dp[21][15001]; //状态数组dp[i][j]
                   
//放入(挂上)前i个物品(钩码)后,达到j状态的方法数
int main()
{
    int
n;  //挂钩数
    int
g;  //钩码数
    int
c[21];  //挂钩位置
    int
w[21];  //钩码重量
    int
i,j,k;
   
cin>>n>>g;

    for(i=1;
i<=n; i++)
       
cin>>c[i];
    for(i=1;
i<=g; i++)
       
cin>>w[i];
   
memset(dp,0,sizeof(dp));  //达到每个状态的方法数初始化为0
   
dp[0][7500]=1;    
//7500为天枰达到平衡状态时的平衡度
                      
//放入前0个物品后,天枰达到平衡状态7500的方法有1个,就是不挂钩码
    for(i=1;
i<=g; i++)
       
for(j=0; j<=15000; j++)
           
if(dp[i-1][j]) 
//优化,当放入i-1个物品时状态j已经出现且被统计过方法数,
                               
//则直接使用统计结果
              
     
     
     
//否则忽略当前状态j
               
for(k=1; k<=n; k++)
                   
dp[i][ j+w[i]*c[k] ] += dp[i-1][j]; //状态方程
   
cout<<dp[g][7500]<<endl;

    return
0;
}

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