• Acwing 286. 选课(背包类树形DP)


    学校实行学分制。

    每门的必修课都有固定的学分,同时还必须获得相应的选修课程学分。

    学校开设了 NN 门的选修课程,每个学生可选课程的数量 MM 是给定的。

    学生选修了这 MM 门课并考核通过就能获得相应的学分。

    在选修课程中,有些课程可以直接选修,有些课程需要一定的基础知识,必须在选了其他的一些课程的基础上才能选修。

    例如《Windows程序设计》必须在选修了《Windows操作基础》之后才能选修。

    我们称《Windows操作基础》是《Windows程序设计》的先修课。

    每门课的直接先修课最多只有一门。

    两门课可能存在相同的先修课。

    你的任务是为自己确定一个选课方案,使得你能得到的学分最多,并且必须满足先修条件。

    假定课程之间不存在时间上的冲突。

    输入格式

    输入文件的第一行包括两个整数 N、MN、M(中间用一个空格隔开)其中 1≤N≤300,1≤M≤N1≤N≤300,1≤M≤N。

    接下来 NN 行每行代表一门课,课号依次为 1,2,…,N1,2,…,N。

    每行有两个数(用一个空格隔开),第一个数为这门课先修课的课号(若不存在先修课则该项为 00),第二个数为这门课的学分。

    学分是不超过 1010 的正整数。

    输出格式

    输出一个整数,表示学分总数。

    输入样例:

    1. 7 4
    2. 2 2
    3. 0 1
    4. 0 4
    5. 2 1
    6. 7 1
    7. 7 6
    8. 2 2

    输出样例:

    13

    解题思路:该题一看上去不难发现特别像01背包问题,给定n门课程,每门课程有一个学分,选出m门课程来使这m门课程的学分总和最大,但是该题多加了一层依赖关系,即每一门课有可能会有一门先修课,即如果想选择这门课就必须要选择它的先修课,这种依赖关系构成了树的结构,所以要解决该题要将树形DP和背包问题结合起来,而且还有一个问题就是,题目给定的依赖关系可能不止形成一颗树,所以为了方便起见,我们需要建立一个虚拟源点,0号结点,将所有没有先修课的课程与该节点相连,否则就需要将每一棵树看作成一个物品组,对所有树再做一次分组背包。

    这里需要注意的一点是,因为我们建立了一个虚拟源点,所以最终我们会在原有的基础上多选择一个点。

    状态表示:f[u][m]表示以u为根,选择m门课程能够获得的最大学分

    状态转移:将当前结点的每一个子树看作成一个物品组,对每一棵子树进行一次分组背包,但又略有所区别(红字部分)三重循环:第一重循环枚举子树,第二层循环枚举物品的体积( 从大到小,因为用到的是上一个状态的值),在枚举该状态时需要注意如果要选择子树中的课程,就必须要选择当前结点,所以 要事先为当前结点留出空间,体积要从m-1开始枚举,第三层循环枚举策略,即确定在当前子树中选择几门课程,三重循环完毕后,单独对当前课程进行安排,得到f[u][0~m]的值。

    上代码:

    1. #include <iostream>
    2. #include <cstring>
    3. #include <cstdio>
    4. #include <algorithm>
    5. using namespace std;
    6. const int N =310;
    7. int h[N],e[N],w[N],idx,n,ne[N],m,f[N][N];
    8. void add(int u,int v)
    9. {
    10. e[idx]=v;
    11. ne[idx]=h[u];
    12. h[u]=idx++;
    13. }
    14. void dfs(int u)
    15. {
    16. for(int i=h[u];i!=-1;i=ne[i])//枚举物品组(子树)
    17. {
    18. dfs(e[i]);
    19. for(int j=m-1;j>=0;j--)//枚举体积
    20. for(int k=1;k<=j;k++)//枚举策略,从一开始枚举即可,因为k=0时是一个恒等式
    21. f[u][j]=max(f[u][j],f[e[i]][k]+f[u][j-k]);
    22. }
    23. for(int i=m;i>=0;i--)//最后要将当前物品加入形成最终答案
    24. f[u][i]=f[u][i-1]+w[u];
    25. }
    26. int main()
    27. {
    28. cin>>n>>m;
    29. memset(h,-1,sizeof h);
    30. for(int i=1;i<=n;i++)
    31. {
    32. int p;
    33. cin>>p>>w[i];
    34. add(p, i);
    35. }
    36. m++;
    37. dfs(0);
    38. cout<<f[0][m]<<endl;
    39. return 0;
    40. }

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_54562114/article/details/125617868