1 条题解
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解题思路
- 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。 - 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。
- 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。 - 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; }
- 数据处理与基础计算:读取橡皮筋数量
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