Uva 1638 Pole Arrangement 数学,递推,dp
2015-09-22 13:55
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题意不难理解,有长度为1,2,3...n的杆子各一根,现在他们排成一个序列,即一排,从最左边往右看,恰好能看见i根杆子,从最右边往左看,恰好能看见j根管子,给出n,i,j的值,求满足这个条件的可能排列种数
最开始想的是直接根据i,j,k构造解,然后找出个公式岂不是很爽地就O(1)解决了?后来发现并不容易:无论是从左看还是从右看,最高的那根杆子总是能看见的,因此,从左边看,看到的i根管子是1,2,3...n的一个上升子序列,且可以是非连续的。我们记他们为 b1,b2,...bi 那么这i根管子中间可以有很大的灵活度,假设这其中有一根杆子记做b(t),夹在b(t)和b(t+1)之间的管子只需要满足小于b(t)即可。。。这样想下去就太乱了。。。
后来想想递归。。设dp[i][j][k]是杆子1,2,3...i满足做好排列之后,从左看有j根杆子,从右看有k根杆子的可能情形数目。那么我们自然地去考虑i-1根杆子的情况。
如果考虑杆子i,即最长的那个,将问题考虑成在1,2,3...i-1排好成某个序列之后加入杆子i的子问题,我们会发现,杆子i的方法也是不好考虑,这样想:在1,2,3...i-1放好后,从左向右看能看到p根管子,最高的那个肯定是i-1,然后我们插入杆子i,如果插在i-1的右侧,则p会变成p+1;如果插在i-1左侧,p的值的变化取决于原来i-1的情况下第一个比i-1小还在i-1左边的那个杆子(记做s,注意这根杆子完全可以不是i-2,后者可能被挡在了i-1的右面,从左看根本看不到它)的位置。杆子i放在其左或其右,答案都不一样。。
所以再换个想法,我们考虑杆子2,3,4...i作为子问题。现在假设杆子2,3,4...i已经排好成某种顺序,我们安置杆子1,目的是达到dp[i][j][k],即放下1这根杆子的时候从左看正好j根,从右看正好k根。 ①如果我们将杆子1放在最左端,则从左看能看到的数目一定加一(因为这个杆子最短),同理这时从右看能看到的杆子数目不变。因此我们需要的子问题是dp[i-1][k-1][j],这样放下杆子1之后就形成了dp[i][j][k]②如果将杆子1放在右边,道理同上 ③如果将杆子1放在中间,这时一定有干子在左边和右边同时挡住他。这样的防止位置有(i-1+1-2)=i-2种
因此得到转移方程 dp[i][j][k]=dp[i-1][j-1][k]+dp[i-1][j][k-1]+dp[i-1][j][k]*(i-2)
代码实现上我个人倾向于自底向上,然后预处理,离线打表。这样一方面编程思路比较明确,另一方面时间复杂度上也比较可观。
注意一个小trick ,j+k<=i+1 即从左看到的数目和从右看到的数目相加最多为i+1(最高的那根被重复计入一次)枚举时如果j+k>i+1就直接跳过即可。因为这是不满足实际的。
code :
最开始想的是直接根据i,j,k构造解,然后找出个公式岂不是很爽地就O(1)解决了?后来发现并不容易:无论是从左看还是从右看,最高的那根杆子总是能看见的,因此,从左边看,看到的i根管子是1,2,3...n的一个上升子序列,且可以是非连续的。我们记他们为 b1,b2,...bi 那么这i根管子中间可以有很大的灵活度,假设这其中有一根杆子记做b(t),夹在b(t)和b(t+1)之间的管子只需要满足小于b(t)即可。。。这样想下去就太乱了。。。
后来想想递归。。设dp[i][j][k]是杆子1,2,3...i满足做好排列之后,从左看有j根杆子,从右看有k根杆子的可能情形数目。那么我们自然地去考虑i-1根杆子的情况。
如果考虑杆子i,即最长的那个,将问题考虑成在1,2,3...i-1排好成某个序列之后加入杆子i的子问题,我们会发现,杆子i的方法也是不好考虑,这样想:在1,2,3...i-1放好后,从左向右看能看到p根管子,最高的那个肯定是i-1,然后我们插入杆子i,如果插在i-1的右侧,则p会变成p+1;如果插在i-1左侧,p的值的变化取决于原来i-1的情况下第一个比i-1小还在i-1左边的那个杆子(记做s,注意这根杆子完全可以不是i-2,后者可能被挡在了i-1的右面,从左看根本看不到它)的位置。杆子i放在其左或其右,答案都不一样。。
所以再换个想法,我们考虑杆子2,3,4...i作为子问题。现在假设杆子2,3,4...i已经排好成某种顺序,我们安置杆子1,目的是达到dp[i][j][k],即放下1这根杆子的时候从左看正好j根,从右看正好k根。 ①如果我们将杆子1放在最左端,则从左看能看到的数目一定加一(因为这个杆子最短),同理这时从右看能看到的杆子数目不变。因此我们需要的子问题是dp[i-1][k-1][j],这样放下杆子1之后就形成了dp[i][j][k]②如果将杆子1放在右边,道理同上 ③如果将杆子1放在中间,这时一定有干子在左边和右边同时挡住他。这样的防止位置有(i-1+1-2)=i-2种
因此得到转移方程 dp[i][j][k]=dp[i-1][j-1][k]+dp[i-1][j][k-1]+dp[i-1][j][k]*(i-2)
代码实现上我个人倾向于自底向上,然后预处理,离线打表。这样一方面编程思路比较明确,另一方面时间复杂度上也比较可观。
注意一个小trick ,j+k<=i+1 即从左看到的数目和从右看到的数目相加最多为i+1(最高的那根被重复计入一次)枚举时如果j+k>i+1就直接跳过即可。因为这是不满足实际的。
code :
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cmath> #include<cstring> #include<string> #include<stack> #include<queue> #include<algorithm> #include<cstdlib> #define maxn 201314 #define inf 0x3f3f3f3f #define LL long long #define mod 10056 using namespace std; int t; LL dp[21][21][21]; void init() { for(int i=0;i<=20;i++) { for(int j=0;j<=20;j++) dp[0][i][j]=0; } dp[1][1][1]=1; for(int i=2;i<=20;i++) { for(int j=1;j<=i;j++) { for(int k=1;k<=i;k++) { if(k+j>i+1)break;//this is trick dp[i][j][k]=dp[i-1][j-1][k]+dp[i-1][j][k-1]+dp[i-1][j][k]*(i-2); } } } } int main() { cin>>t; int a,b,c; init(); while(t--) { scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); cout<<dp[a][b][c]<<endl; } }
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