1 条题解
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分析:
问题本质与模型抽象 这是一个带约束的最优化问题,核心要求是: 找到一组整数 Table [i],满足 sum(Table[i] * Multi[i]) = 0,同时最大化 sum(Table[i] * Pairs[i])。每个 Table [i] 的取值范围为 [L [i], U [i]]
算法核心原理
问题转换: 将 Table [i] 分解为下界 L [i] 和剩余部分 x [i],即 Table[i] = L[i] + x[i] 则 x [i] 的取值范围为 [0, U[i]-L[i]] 原约束转化为:sum((L[i]+x[i])*M[i]) = 0,即 sum(x[i]*M[i]) = -sum(L[i]*M[i]) 目标函数转化为:sum((L[i]+x[i])*P[i]) = sum(L[i]*P[i]) + sum(x[i]*P[i]),需最大化此值
背包模型建立:
1.问题转化为:在 x [i]∈[0, U [i]-L [i]] 的约束下,求sum(x[i]*P[i])的最大值 同时满足sum(x[i]*M[i]) = T,其中T = -sum(L[i]*M[i]) 这是一个 "恰好装满容量 T" 的多重背包问题
2.多重背包优化: 使用二进制优化将多重背包转化为 01 背包 每个物品 i 最多可以选 k=U [i]-L [i] 个,分解为 1,2,4,...,2^m,r 的形式
算法步骤详解
1.输入处理与预处理:
2.零一背包处理:
void zobag(int w, int p) { for (int i = LIM; i >= w; --i) { if (dp[i-w] != ER) // ER=0x80808080表示不可达 dp[i] = max(dp[i], dp[i-w] + p); } }
3.零一背包的逆序更新方式,避免重复选择物品 对每个可能的容量 i,从后往前更新 dp [i]
c++代码:
#include <cstdlib> #include <cstring> #include <cstdio> #include <cmath> #include <algorithm> #include <iostream> #define ER 0x80808080 using namespace std; /* 解题:给定一个Multi数组, 一个Pairs数组, 要求出最好的Table的数组. 其中应满足这个几 个要求, 首先sum{ Table[i]*Multi[i] } = 0, 并且要求sum{ Table[i]*Pairs }最大 解法:将下界单独拿出来作为一部分进行计算, 因此[L[i], U[i]] 就转化为[1, U[i]-L[i]] 的一个多重背包. M[i]和P[i]均进行单独的下界计算. 计算出 T = L[1]*M[1]+L[2]*M[2].... 之后, 就是一个关于容量T刚好放满的多重背包 */ int N, P[205], M[205], L[205], U[205]; int LIM, dp[100005]; void zobag(int w, int p) { for (int i = LIM; i >= w; --i) { if (dp[i-w] != ER) dp[i] = max(dp[i], dp[i-w] + p); } } int DP() { int q, n, k; dp[0] = 0; for (int i = 1; i <= N; ++i) { // 枚举的是物品的编号 k = 1; while (U[i]-k > 0) { // 如果还能够分出这么多件出来 zobag(k*M[i], k*P[i]); U[i] -= k; k <<= 1; } if (U[i]) zobag(U[i]*M[i], U[i]*P[i]); } return dp[LIM]; } int main() { int ret; while (scanf("%d", &N) != EOF) { LIM = ret = 0; memset(dp, 0x80, sizeof (dp)); for (int i = 1; i <= N; ++i) { scanf("%d %d %d %d", &P[i], &M[i], &L[i], &U[i]); LIM += L[i] * M[i], U[i] -= L[i]; ret += L[i] * P[i]; // P[i]同样要对下界进行一个计算, 最后再把其加回去 } LIM *= -1; // 一定会是一个不大于0的数, 因为这已经是取得最小值, 而题目要求最后结果为0 printf("%d\n", DP() + ret); } return 0; }
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