三分法——求解凸性函數的極值問題

轉自:http://www.cnblogs.com/markliu/archive/2012/08/09/2630652.html     

如圖,類似二分的定義Left和Right,mid = (Left + Right) / 2,midmid = (mid + Right) / 2; 如果mid靠近極值點,則Right = midmid;否則(即midmid靠近極值點),則Left = mid;


程序模版如下:

複製代碼
double Calc(Type a)
{
    /* 根據題目的意思計算 */
}

void Solve(void)
{
    double Left, Right;
    double mid, midmid;
    double mid_value, midmid_value;
    Left = MIN; Right = MAX;
    while (Left + EPS < Right)
    {
        mid = (Left + Right) / 2;
        midmid = (mid + Right) / 2;
        mid_area = Calc(mid);
        midmid_area = Calc(midmid);
        // 假設求解最大極值.
        if (mid_area >= midmid_area) Right = midmid;
        else Left = mid;
    }
   printf("%.0lf\n",Calc(Left));
}
複製代碼

接下來看幾個例題:給出函數,其他的套模板就可以AC
hdu-4355 party all the time (2012 Multi-University Training Contest 6 )

函數爲:

複製代碼
double Calc(double i){
    double S=0.0;
    for(int j=0;j<n;j++){
        S+=fabs((i-p[j].x)*(i-p[j].x)*(i-p[j].x))*p[j].w;
    }
    return S;
}
複製代碼

zju-3203 Light Bulb (The 6th Zhejiang Provincial Collegiate Programming Contest)

函數爲:

double Calc(double x){
    return (h*D-H*x)/(D-x)+x;
}

hdu-3714 Error Curves (2010 Asia Chengdu Regional Contest )
函數爲:

複製代碼
double Calc(double x){
    double Max,t;
    Max=p[0].a*x*x+p[0].b*x+p[0].c;
    for(int i=1;i<n;i++){
        t=p[i].a*x*x+p[i].b*x+p[i].c;
        Max=max(t,Max);
    }
    return Max;
}
複製代碼

hdu-2438 Turn the corner (2008 Asia Harbin Regional Contest Online )

函數爲:

複製代碼
double Calc(double a)
{
    double b,c,d;
    b=w/sin(a)+l*cos(a);
    c=l*sin(a)+w/cos(a)-x;
    d=l*sin(a)+w/cos(a);
    return c*b/d;
}
複製代碼

這道題單純的套模板會WA,我們要將分割方向倒置,midmid=(mid+l)/2;從左邊取第二個中點。

複製代碼
double l,r,mid,midmid,mid_area,midmid_area;
l=0.0,r=pi/2;
while(l+eps<r){
        mid=(l+r)/2;
        midmid=(mid+l)/2;
        mid_area=Calc(mid);
        midmid_area=Calc(midmid);
        if(mid_area>=midmid_area) l=midmid;
        else r=mid;
}
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