1 条题解

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    @ 2025-5-7 20:13:40

    解题思路

    1. 数据处理与基础计算:读取橡皮筋数量 B 、钉子数量 N 以及每个钉子的坐标。基于这些坐标,利用计算几何相关方法,比如向量运算、叉积点积等,计算点与点之间的距离、向量夹角、多边形面积等基础几何量。
    2. 确定可行的凸多边形组合:以原点为基准,对其他钉子进行排序(例如按照与原点连线和 x 轴夹角排序 )。然后尝试不同的钉子组合,构建凸多边形(要满足至少三个角 ),并判断是否符合缠绕规则(除原点外不重叠等 )。在构建过程中,利用凸包相关算法(如 Graham 扫描法等 )来确定凸多边形。
    3. 动态规划求解最小面积:将问题看作一个组合优化问题,使用动态规划算法。定义状态,例如 dp[i][j] 表示用 i 根橡皮筋缠绕从第 j 个钉子开始(按一定顺序 )的钉子集合的最小面积。通过状态转移方程,不断尝试划分钉子子集给不同橡皮筋,逐步计算出最终的最小总面积。状态转移时要注意判断当前划分是否满足所有缠绕规则。
    4. 输出结果:根据动态规划计算得到的结果,按照要求保留两位小数并四舍五入后输出。
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <cmath>
    #include <algorithm>
    #include<cstdio>
    
    using namespace std;
    
    const double eps=1e-10;
    const double PI=acos(-1.0);
    
    struct Point{
        double x,y;
        Point(double x=0,double y=0):x(x),y(y){}
    };
    typedef Point Vector;
    typedef vector<Point> Polygon;
    
    Vector operator -(Point a,Point b){
        return Vector(a.x-b.x,a.y-b.y);
    }
    Vector operator +(Point a,Point b){
        return Vector(a.x+b.x,a.y+b.y);
    }
    Vector operator *(Vector a,double p){
        return Vector(a.x*p,a.y*p);
    }
    Vector operator /(Vector a,double p){
        return Vector(a.x/p,a.y/p);
    }
    bool operator <(const Point& a,const Point& b){
        return a.x<b.x||(a.x==b.x&&a.y<b.y);//在有精度需求,比如使用lower_bound的时候,加上dcmp()
    }
    int dcmp(double x){
        if(fabs(x)<eps)return 0;
        if(x<0)return -1;
        return 1;
    }
    bool operator ==(const Point& a,const Point& b){
        return dcmp(a.x-b.x)==0&&dcmp(a.y-b.y)==0;
    }
    double Dot(Vector a,Vector b){
        return a.x*b.x+a.y*b.y;
    }//点积
    double Cross(Vector a,Vector b){
        return a.x*b.y-a.y*b.x;
    }//叉积
    double Length(Vector a){
        return sqrt(Dot(a,a));
    }//长度
    //返回逆时针旋转90度的单位法向量;
    Vector Normal(Vector a){
        double l=Length(a);
        return Vector(-a.y/l,a.x/l);
    }
    //返回单位向量;
    Vector normal(Vector a){
        double l=Length(a);
        return Vector(a.x/l,a.y/l);
    }
    //返回向量夹角,无方向
    double Angle(Vector a,Vector b){
        return acos(Dot(a,b)/Length(a)/Length(b));
    }
    //逆时针旋转向量
    Vector Rotate(Vector a,double rad){
        return Vector(a.x*cos(rad)-a.y*sin(rad),a.x*sin(rad)+a.y*cos(rad));
    }
    //求p+v*t与q+w*t的交点,使用时确保Cross(v,w)不等于0
    Point GetlineIntersection(Point p,Vector v,Point q,Vector w){
        Vector u=p-q;
        double t=Cross(w,u)/Cross(v,w);
        return p+v*t;
    }
    //求p到直线ab的距离
    double DistanceToline(Point p,Point a,Point b){
        Vector v1=p-a,v2=b-a;
        return fabs(Cross(v1,v2)/Length(v2));
    }
    //求p到线段ab的距离
    double DistanceToSegment(Point p,Point a,Point b){
        if(a==b)return Length(p-a);
        Vector v1=b-a,v2=p-a,v3=p-b;
        if(dcmp(Dot(v1,v2)<0))return Length(p-a);
        else if(dcmp(Dot(v1,v3))>0)return Length(p-b);
        else return fabs(Cross(v1,v2)/Length(v1));
    }
    //线段a1a2与线段b1b2规范相交返回真
    bool SegmenProperIntersection(Point a1,Point a2,Point b1,Point b2){
        double c1=Cross(a2-a1,b1-a1),c2=Cross(a2-a1,b2-a1);
        double c3=Cross(b2-b1,a1-b1),c4=Cross(b2-b1,a2-b1);
        return dcmp(c1)*dcmp(c2)<0&&dcmp(c3)*dcmp(c4)<0;
    }
    //点p在线段a1a2上返回真
    bool OnSegment(Point p,Point a1,Point a2){
        return dcmp(Cross(a1-p,a2-p))==0&&dcmp(Dot(a1-p,a2-p))<0;
    }
    //点p在ab上的投影
    Point GetLineProjection(Point P,Point A,Point B)
    {
        Vector v=B-A;
        return A+v*(Dot(v,P-A)/Dot(v,v));
    }
    //与 x 轴的夹角,取值范围为 (-π,π]
    double angle(Vector v){
        return atan2(v.y,v.x);
    }
    //求线段a1,a2到线段b1,b2的最短距离
    double disSegmenttoSegment(Point a1,Point a2,Point b1,Point b2)
    {
        double ans=DistanceToSegment(a1,b1,b2);
        ans=min(ans,DistanceToSegment(a2,b1,b2));
        ans=min(ans,DistanceToSegment(b1,a1,a2));
        ans=min(ans,DistanceToSegment(b2,a1,a2));
        return ans;
    }
    //多边形的有向面积,逆时针为正
    double PolygonArea(Point *po,int n) {
        double area = 0.0;
        for(int i = 1; i < n-1; i++) {
            area += Cross(po[i]-po[0], po[i+1]-po[0]);
        }
        return area * 0.5;
    }
    //求凸包,ch为返回凸包,m为凸包内点的数目,<=不允许点在边上,
    int ConvecHull(Point* p,int n,Point* ch)
    {
        sort(p,p+n);
        int m=0;
        for(int i=0;i<n;i++){
            while(m>1&&dcmp(Cross(ch[m-1]-ch[m-2],p[i]-ch[m-2])<=0))m--;//注意<=与<的区别
            ch[m++]=p[i];
        }
        int k=m;
        for(int i=n-2;i>=0;i--){
            while(m>k&&dcmp(Cross(ch[m-1]-ch[m-2],p[i]-ch[m-2])<=0))m--;//注意<=与<的区别
            ch[m++]=p[i];
        }
        if(n>1)m--;
        return m;
    }
    double s[105][105];
    double ans[2][105][105];
    double inf=99999999999;
    int n,b;
    Point p[105];
    Point ch[105];
    Point* k;
    // 修改了比较函数的参数为 const Point&
    bool cmp(const Point& a,const Point& b)
    {
        return angle(a-p[0])<angle(b-p[0]);
    }
    double getans(int s,int e)
    {
        Point c[105];
        int cnt=0,m;
        c[cnt++]=p[0];
        for(int i=s;;i=(i+1)%n){
            c[cnt++]=k[i];
            if(i==e)break;
        }
        m=ConvecHull(c,cnt,ch);
        return PolygonArea(ch,m);
    }
    int main()
    {
        while(cin>>b>>n){
            if(n==0&&b==0)break;
            for(int i=0;i<n;i++){
                cin>>p[i].x>>p[i].y;
            }
            sort(p+1,p+n,cmp);
            k=p+1;
            n--;
            for(int i=0;i<n;i++){
                s[i][i]=inf;
                ans[0][i][i]=inf;
                for(int j=(i+1)%n;j!=i;j=(j+1)%n){
                    if(Cross(p[0]-k[i],k[j]-p[0])<0)s[i][j]=getans(i,j);
                    else s[i][j]=inf;
                    ans[0][i][j]=s[i][j];
                }
            }
            int now=0;
            for(int k=2;k<=b;k++){
                now=now^1;
                for(int i=0;i<n;i++){
                    ans[now][i][i]=inf;
                    for(int j=(i+1)%n;j!=i;j=(j+1)%n){
                        ans[now][i][j]=inf;
                        for(int y=j-1;;y--){
                            if(y<0)y+=n;
                            if(y==i)break;
                            int pre=y-1;
                            if(pre<0)pre+=n;
                            ans[now][i][j]=min(ans[now][i][j],ans[now^1][i][pre]+s[y][j]);
                        }
                    }
                }
            }
            double sum=ans[now][0][n-1];
            for(int i=0;i<n;i++){
                int j=i-1;
                if(j<0)j=j+n;
                sum=min(sum,ans[now][i][j]);
            }
            printf("%.2f\n",sum);
        }
        return 0;
    }
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    时间
    1000ms
    内存
    256MiB
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