• 【洛谷】P2803 学校选址II


    题目地址:

    https://www.luogu.com.cn/problem/P2803

    题目描述:
    在一条大路一旁有许多栋楼,每栋楼里有许多小学生(哈哈哈一波小学生来袭!)。但是这条路上没有小学!!!!所以唯恐世界不乱的牛A打算在路上(汽车什么的都不敢来这个小学生云集的地方咯,所以不用担心安全问题)任选几点(可以和楼重合,当然也可以不重合)建立小学,且使所有小学生上学走的路程之和最短。牛A发现修建一所小学根本无法满足他唯恐世界不乱的(变态)心理,所以他准备建立 K K K所小学。

    输入格式:
    第一行 2 2 2个整数,表示楼数 n n n,学校数 k k k 1 ≤ n , k ≤ 100 1\le n,k\le 100 1n,k100
    第二行 n n n个整数,表示每栋楼的学生数( 0 < 0< 0每栋楼学生数 ≤ 100 ≤100 100
    第三行 n − 1 n-1 n1个数,分别表示楼 i i i到楼 i + 1 i+1 i+1之间距离( 1 ≤ 1≤ 1距离 ≤ 100 ≤100 100 1 ≤ i ≤ n − 1 1≤i≤n-1 1in1

    输出格式:
    即学生走的距离和的最小值

    以第 1 1 1个楼的位置作为坐标原点,设第 i i i个楼的位置为 d [ i ] d[i] d[i]。容易证明,如果要在 [ d [ i − 1 ] , d [ i ] ] [d[i-1],d[i]] [d[i1],d[i]]中选一个地方放学校,则该学校最优位置一定是两个端点其一处。当前 i − 1 i-1 i1个大楼的总学生数大于第 i i i n n n个大楼的总学生数的时候,显然要选 d [ i ] d[i] d[i]处建学校;如果小于,则在 d [ i − 1 ] d[i-1] d[i1]处建学校;如果等于,则两个点都可以。

    我们可以预处理一个二维数组 g [ i ] [ j ] g[i][j] g[i][j],表示只考虑第 i ∼ j i\sim j ij的楼的学生的时候,最优的放置学校的位置。 g g g是很容易求出的。再定义 f [ i ] [ k ] f[i][k] f[i][k]为在前 i i i个楼的范围内建 k k k个学校的情况下,最小的总距离和是多少。那么,如果 k ≥ i k\ge i ki,则 f [ i ] [ k ] = 0 f[i][k]=0 f[i][k]=0;如果 k = 1 k=1 k=1,即只建一个学校,则根据定义, f [ i ] [ k ] = g [ 1 ] [ i ] f[i][k]=g[1][i] f[i][k]=g[1][i];剩余情况,可以按最右边的那个学校服务哪些楼的学生来分类,如果是建在 d [ l ] ∼ d [ i ] d[l]\sim d[i] d[l]d[i]之间(并且也服务这些学生),那么最小总距离为 f [ l − 1 ] [ k − 1 ] + g [ l ] [ i ] f[l-1][k-1]+g[l][i] f[l1][k1]+g[l][i],所以: f [ i ] [ k ] = min ⁡ l = 1 , 2 , . . . , i f [ l − 1 ] [ k − 1 ] + g [ l ] [ i ] f[i][k]=\min_{l=1,2,...,i} f[l-1][k-1]+g[l][i] f[i][k]=l=1,2,...,iminf[l1][k1]+g[l][i]最后返回 f [ n ] [ k ] f[n][k] f[n][k]即可。代码如下:

    #include 
    #include 
    using namespace std;
    
    const int N = 110;
    int n, K;
    int dis[N];
    int g[N][N], f[N][N], w[N];
    
    int main() {
      scanf("%d%d", &n, &K);
      for (int i = 1; i <= n; i++) {
        int x;
        scanf("%d", &x);
        w[i] = w[i - 1] + x;
      }
      for (int i = 2; i <= n; i++) {
        int x;
        scanf("%d", &x);
        dis[i] = dis[i - 1] + x;
      }
    
      for (int i = 1; i <= n; i++)
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
          // 找到只考虑第j到第i个楼的情况下,学校放哪里总距离和最小
          int k;
          for (k = j; k <= i; k++)
            if (w[k] - w[j - 1] >= w[i] - w[k]) break;
          k = min(k, i);
    
          for (int l = j; l <= i; l++)
            g[j][i] += abs(dis[k] - dis[l]) * (w[l] - w[l - 1]);
        }
    
      memset(f, 0x3f, sizeof f);
      for (int i = 1; i <= n; i++)
        for (int j = 1; j <= K; j++) {
          if (j >= i) f[i][j] = 0;
          else if (j == 1) f[i][j] = g[1][i];
          else {
            for (int l = 1; l <= i; l++)
              f[i][j] = min(f[i][j], f[l - 1][j - 1] + g[l][i]);
          }
        }
    
      printf("%d\n", f[n][K]);
    }
    
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    时间复杂度 O ( n 2 ( n + k ) ) O(n^2(n+k)) O(n2(n+k)),空间 O ( n ( n + k ) ) O(n(n+k)) O(n(n+k))

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