POJ 1015 DP

動態規劃。

      爲敘述問題方便,現將任一選擇方案中,辯方總分和控方總分之差簡稱爲“辯控差”,辯方總分和控方總分之和稱爲“辯控和”。第i 個候選人的辯方總分和控方總分之差記爲V(i),辯方總分和控方總分之和記爲S(i)。

現用dp(j, k)表示,取j 個候選人,使其辯控差爲k 的所有方案中,辯控和最大的那個方案(該方案稱爲“方案dp(j, k)”)的辯控和。

並且,我們還規定,如果沒法選j 個人,使其辯控差爲k,那麼dp(j, k)的值就爲-1,也稱方案dp(j, k)不可行。本題是要求選出m 個人,那麼,如果對k 的所有可能的取值,求出了所有的dp(m, k) (-20×m≤ k ≤ 20×m),那麼陪審團方案自然就很容易找到了。     問題的關鍵是建立遞推關係。需要從哪些已知條件出發,才能求出dp(j, k)呢?顯然,方案dp(j, k)是由某個可行的方案dp(j-1, x)( -20×m ≤ x ≤ 20×m)演化而來的。

可行方案dp(j-1, x)能演化成方案dp(j, k)的必要條件是:存在某個候選人i,i 在方案dp(j-1, x)中沒有被選上,且x+V(i) = k。在所有滿足該必要條件的dp(j-1, x)中,選出 dp(j-1, x) + S(i) 的值最大的那個,那麼方案dp(j-1, x)再加上候選人i,就演變成了方案 dp(j, k)。

這中間需要將一個方案都選了哪些人都記錄下來。不妨將方案dp(j, k)中最後選的那個候選人的編號,記在二維數組的元素path[j][k]中。那麼方案dp(j, k)的倒數第二個人選的編號,就是path[j-1][k-V[path[j][k]]]。假定最後算出瞭解方案的辯控差是k,那麼從path[m][k]出發,就能順藤摸瓜一步步回溯求出所有被選中的候選人。

初始條件,只能確定dp(0, 0) = 0,其他均爲-1。由此出發,一步步自底向上遞推,就能求出所有的可行方案dp(m, k)( -20×m ≤ k ≤ 20×m)。實際解題的時候,會用一個二維數組dp 來存放dp(j, k)的值。而且,由於題目中辯控差的值k 可以爲負數,而程序中數租下標不能爲負數,所以,在程序中不妨將辯控差的值都加上修正值fix=400,以免下標爲負數導致出錯。

爲什麼base=400?這是很顯然的,m上限爲20人,當20人的d均爲0,p均爲20時,會出現辨控差爲-400。修正後迴避下標負數問題,區間整體平移,從[-400,400]映射到[0,800]。

此時初始條件修正爲dp(0, base) = 0,其他均爲-1。

DP後,從第m行的dp(m, base)開始往兩邊搜索最小|D-P| 即可,第一個不爲dp[m][k]!=-1的位置k就是最小|D-P|的所在。

最後就是求m個人的D和P,由於D+P = dp(m, |D-P| ) ,|D-P|已知。

那麼D= (D+P + |D-P| )/2  ,  P=(D+P-|D-P| ) / 2

計算D和P時注意修正值base

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>

using namespace std;

int n,m,dp[25][810];        //dp(i, j)表示,取i個候選人,使其辯控差爲j的所有方案中,辯控和最大的那個方案的辯控和
int p[210],d[210],s[210],v[210];    
int mark[25][810];      //mark[i][j]標記選出來的人的id

bool isSelect(int i,int j,int k){   //判斷第k個人是否已被選擇
    while(i>0 && k!=mark[i][j]){
        j-=v[mark[i][j]];
        i--;
    }
    return i;
}

int main(){

    //freopen("input.txt","r",stdin);

    int cases=0;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)){
        if(n==0 && m==0)
            break;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            scanf("%d%d",&p[i],&d[i]);
            s[i]=p[i]+d[i];         //辨控和
            v[i]=p[i]-d[i];         //辨控差
        }
        memset(dp,-1,sizeof(dp));
        memset(mark,0,sizeof(mark));
        int base=20*m;
        dp[0][base]=0;          //相當於dp[0][0],只不過這裏爲了數組的下標值>0,所以偏移了base個值
        for(int i=1;i<=m;i++)   
            for(int j=0;j<=2*base;j++)
                if(dp[i-1][j]!=-1)
                    for(int k=1;k<=n;k++)
                        if(!isSelect(i-1,j,k) && dp[i][j+v[k]]<dp[i-1][j]+s[k]){
                            dp[i][j+v[k]]=dp[i-1][j]+s[k];
                            mark[i][j+v[k]]=k;
                        }
        int j;
        for(j=0;j<=base;j++)
            if(dp[m][base-j]!=-1 || dp[m][base+j]!=-1)
                break;
        int div=dp[m][base-j]>dp[m][base+j]?base-j:base+j;
        int pp=(dp[m][div]+(div-base))/2;   //pp+dd=dp[m][div]
        int dd=(dp[m][div]-(div-base))/2;   //pp-dd=div-base, 兩式相加相減即可
        printf("Jury #%d\n",++cases);
        printf("Best jury has value %d for prosecution and value %d for defence:\n",pp,dd);
        int res[25];
        for(int i=0,j=m,k=div;i<m;i++){     //回溯得到被選的人的id
            res[i]=mark[j][k];
            k-=v[mark[j][k]];
            j--;
        }
        sort(res,res+m);
        for(int i=0;i<m;i++)
            printf(" %d",res[i]);
        printf("\n\n");
    }
    return 0;
}


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