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  • NOIP 2014 飞扬的小鸟

    描述

    Flappy Bird 是一款风靡一时的休闲手机游戏。玩家需要不断控制点击手机屏幕的频率来调节小鸟的飞行高度,让小鸟顺利通过画面右方的管道缝隙。如果小鸟一不小心撞到了水管或者掉在地上的话,便宣告失败。

    图片

    为了简化问题,我们对游戏规则进行了简化和改编:

    1. 游戏界面是一个长为 n,高为 m 的二维平面,其中有k 个管道(忽略管道的宽度)。
    2. 小鸟始终在游戏界面内移动。小鸟从游戏界面最左边 任意整数高度位置出发,到达游戏界面最右边时,游戏完成。
    3. 小鸟每个单位时间沿横坐标方向右移的距离为 1,竖直移动的距离由玩家控制。如果点击屏幕,小鸟就会上升一定高度 X,每个单位时间可以点击多次,效果叠加; 如果不点击屏幕,小鸟就会下降一定高度 Y。小鸟位于横坐标方向不同位置时,上 升的高度 X 和下降的高度 Y 可能互不相同。
    4. 小鸟高度等于 0 或者小鸟碰到管道时,游戏失败。小鸟高度为 m 时,无法再上升。

    现在,请你判断是否可以完成游戏。如果可以,输出最少点击屏幕数;否则,输出小鸟最多可以通过多少个管道缝隙。

    格式

    输入格式

    第 1 行有 3 个整数 n,m,k,分别表示游戏界面的长度,高度和水管的数量,每两个 整数之间用一个空格隔开;

    接下来的 n 行,每行 2 个用一个空格隔开的整数 X 和 Y,依次表示在横坐标位置 0~n-1 上玩家点击屏幕后,小鸟在下一位置上升的高度 X,以及在这个位置上玩家不点击屏幕时, 小鸟在下一位置下降的高度 Y。

    接下来 k 行,每行 3 个整数 P,L,H,每两个整数之间用一个空格隔开。每行表示一个管道,其中 P 表示管道的横坐标,L 表示此管道缝隙的下边沿高度为 L,H 表示管道缝隙上边沿的高度(输入数据保证 P 各不相同,但不保证按照大小顺序给出)。

    输出格式

    共两行。

    第一行,包含一个整数,如果可以成功完成游戏,则输出 1,否则输出 0。 第二行,包含一个整数,如果第一行为 1,则输出成功完成游戏需要最少点击屏幕数,否则,输出小鸟最多可以通过多少个管道缝隙。

    样例1

    样例输入1[复制]

     
    10 10 6
    3 9
    9 9
    1 2
    1 3
    1 2
    1 1
    2 1
    2 1
    1 6
    2 2
    1 2 7
    5 1 5
    6 3 5
    7 5 8
    8 7 9
    9 1 3
    

    样例输出1[复制]

     
    1
    6
    

    样例2

    样例输入2[复制]

     
    10 10 4
    1 2
    3 1
    2 2
    1 8
    1 8
    3 2
    2 1
    2 1
    2 2
    1 2
    1 0 2
    6 7 9
    9 1 4
    3 8 10
    

    样例输出2[复制]

     
    0
    3
    

    限制

    对于 30%的数据:5≤n≤10,5≤m≤10,k=0,保证存在一组最优解使得同一单位时间最多点击屏幕 3 次;

    对于 50%的数据:5≤n≤20,5≤m≤10,保证存在一组最优解使得同一单位时间最多点击屏幕 3 次;

    对于 70%的数据:5≤n≤1000,5≤m≤100;

    对于 100%的数据:5≤n≤10000,5≤m≤1000,0≤k<n,0<X<m,0<Y<m,0<P<n,0≤L<H ≤m,L+1<H。

    提示

    如下图所示,蓝色直线表示小鸟的飞行轨迹,红色直线表示管道。

    图片

    分析:动态规划

      f[i][j]代表到达(i,j)所需点击的最少次数

      要想写出状态转移方程,关键是理解这句话:“每个单位时间可以点击多次,效果叠加”。

      效果叠加有两种方式,假设点两次,纵坐标由 j 到 jj 再到 jjj ,横坐标由 i 到 i+1

      ①f[i+1][jjj]=min(f[i+1][jjj],f[i][j]+2)  

      ②f[i+1][jj]=min(f[i+1][jj],f[i][j]+1)  f[i+1][jjj]=min(f[i+1][jjj],f[i+1][jj])

      网上有不少题解是按照②来写的,我实在不明白为什么对,求大神解答。。。

      AC的代码:

     1 #include<iostream>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstdlib>
     4 #include<cstring>
     5 #define maxn  10010
     6 using namespace std;
     7 const int inf =1e9;
     8 int n,m,k,p,l,h;
     9 int x[maxn],y[maxn],down[maxn], up[maxn];
    10 int f[maxn][1001];
    11 int main() {
    12     scanf("%d%d%d",&n,&m,&k);
    13     for (int i = 0; i < n; ++i)
    14         scanf("%d %d", &x[i], &y[i]);
    15     for (int i = 1; i <=n; ++i) {
    16         down[i] = 0;
    17         up[i] = m + 1;
    18     }
    19     for(int i = 1; i <= k; ++i) {
    20         cin >> p >> l >> h;
    21         down[p] = l;
    22         up[p] = h;
    23     }
    24     for (int i = 1; i <= n; ++i)
    25         for (int j = 0; j <= m; ++j)
    26                  f[i][j] = inf;
    27     f[0][0] = inf;
    28     int arrive = k;
    29     for (int i = 1; i <= n; ++i){
    30         for (int j = 1; j <= m; ++j){
    31         //上升 
    32             if(j >= x[i-1]){
    33                 f[i][j] = min(f[i][j], f[i-1][j-x[i-1]] + 1);
    34                 f[i][j] = min(f[i][j], f[i][j-x[i-1]] + 1);//叠加
    35             }
    36             if(j == m) {
    37                 for(int k=m-x[i-1];k<=m;k++) {
    38                     f[i][j] = min(f[i][j], f[i-1][k] + 1);
    39                     f[i][j] = min(f[i][j], f[i][k] + 1);
    40                 }
    41             }
    42         }
    43         //下降 
    44         for (int j = down[i]+1; j <= up[i]-1; ++j)
    45             if( j + y[i-1] <= m)
    46                 f[i][j] = min(f[i][j], f[i-1][j+y[i-1]]);
    47         //由于没考虑管道所以重新赋值 
    48         for (int j = 1; j <= down[i]; ++j) f[i][j] = inf;
    49         for (int j = up[i]; j <= m; ++j) f[i][j] = inf;
    50         
    51     }
    52     int cnt = k, ans = inf;
    53     for (int i = n; i >= 1; i--) {
    54         
    55         for (int j = down[i]+1; j <= up[i]-1; ++j){ 
    56             if (f[i][j] < inf)
    57                ans = min(ans, f[i][j]);
    58         }
    59                
    60         if (ans != inf) break;
    61         if (up[i] <= m)
    62            cnt --;
    63     }
    64     if(cnt==k)
    65         printf("1
    %d
    ", ans);
    66     else
    67         printf("0
    %d
    ", cnt);
    68     return 0;
    69 }

     

       不过我按照①的思路也能写对,下面先给一个70分的未加优化的DP代码,复杂度O(n*m^2)

      1 #include<iostream>
      2 #include<cstdio>
      3 #include<cstdlib>
      4 #include<algorithm>
      5 #include<cmath>
      6 #include<cstring>
      7 #include<vector>
      8 #include<queue>
      9 using namespace std;
     10 const int maxn=100005;
     11 const int maxm=1005;
     12 const int inf=1e9;
     13 int N,M,K;
     14 int f[maxn][maxm];
     15 struct node{
     16     int up,down;
     17 };
     18 node move[maxn];
     19 struct node1{
     20     bool EXIST; 
     21     int highh,bott;
     22     node1(){
     23         EXIST=false;
     24         highh=inf;
     25         bott=0;
     26     }
     27 };
     28 node1 map1[maxn];
     29 
     30 int ANS=inf;
     31 int h;
     32 int tot;
     33 int res=inf;
     34 bool notallinf(int c){
     35     for(int i=1;i<=M;i++){
     36         if(f[c][i]!=inf)
     37             return true;
     38     }
     39     return false;
     40 }
     41 int main(){
     42     
     43     scanf("%d%d%d",&N,&M,&K);
     44     for(int i=0;i<=N-1;i++)
     45         scanf("%d%d",&move[i].up,&move[i].down);
     46         
     47     for(int i=0;i<=N;i++) map1[i].highh=M+1;
     48     
     49     for(int i=1;i<=K;i++){
     50         int P,L,H;
     51         scanf("%d%d%d",&P,&L,&H);
     52         map1[P].bott=L;
     53         map1[P].highh=H;
     54         map1[P].EXIST=true;
     55     }
     56     
     57     for(int i=1;i<=N;i++)
     58         for(int j=0;j<=M;j++)
     59             f[i][j]=inf;
     60     
     61     for(int i=1;i<=N;i++){
     62         for(int j=map1[i].bott+1;j<=map1[i].highh-1;j++){
     63             
     64             if((j+move[i-1].down)<map1[i-1].highh&&(j+move[i-1].down)>map1[i-1].bott)
     65                 f[i][j]=f[i-1][j+move[i-1].down];
     66                 
     67              for(int k=map1[i-1].bott+1;k<=map1[i-1].highh-1;k++){
     68                  if(k<j&&(j-k)%move[i-1].up==0)
     69                      f[i][j]=min(f[i][j],f[i-1][k]+(j-k)/move[i-1].up);
     70                  else{
     71                      if(k<=j&&j==M&&((j-k)%move[i-1].up!=0||j-k==0))
     72                          f[i][j]=min(f[i][j],f[i-1][k]+(j-k)/move[i-1].up+1);
     73                      else{
     74                          if(k>j)
     75                              break;
     76                      }
     77                  }
     78              }
     79         
     80         }
     81     }
     82     for(int i=1;i<=M;i++){
     83         if(i>map1[N].bott&&i<map1[N].highh){
     84             ANS=min(ANS,f[N][i]);
     85         }
     86     }
     87     
     88     if(ANS!=inf){
     89         cout<<"1"<<endl;
     90         cout<<ANS<<endl;
     91     }
     92     else{
     93         int nai=N-1;
     94         for(;nai>0;--nai){
     95             if(notallinf(nai)){
     96                 break;
     97             }
     98         }
     99         res=0;
    100         for(int i=0;i<nai;i++){
    101             if(map1[i].EXIST==true)
    102                 ++res;
    103         }
    104         printf("0
    %d
    ",res);
    105     }
    106     return 0;
    107 }

      这样的DP由于复杂度太高不能满分,这也是为什么要贴出①的解法,复杂度低啊,无需优化(难道这就是优化过的?反正不理解),对于解法②,真正的优化是:

      上述动态规划超时的原因在于转移复杂度太高,如果能将转移复杂度降为O(1),那么就可以轻松将此题AC,仔细想想发现对于所有可以用于更新f[i][j]的状态的高度都与j同余(mod move[i-1].up),那么在实际实现上述动态规划时,我们可以先穷举同余系,并以高度从低到高进行动态规划,在同一同余系中,记一个变量temp为已经访问的状态中可以用于更新的最小值,每穷举到一个新的状态,把temp更新为min(temp+1,f[i-1][j),并且只用temp+1更新其他状态。

      我根据上面的理解(非常肤浅的理解),稍微降低了一下复杂度,原来我是枚举,现在用mod的方法做到跳跃更新,跳跃的距离就是move[i-1].up,因为我们可以发现,假设要更新f[i][j],用f[i][h]来更新的话(h一直在变),那么一定存在:h%move[i-1].up==j%move[i-1].up,对任意h均存在。那么如果move[i-1].up很大或M较小,即能减少很多运算,我试了一下,,,,才多过了一个点,,,,75分。真正的优化还没看懂,,,求一大神解答。。。

      75分的:

      1 #include<iostream>
      2 #include<cstdio>
      3 #include<cstdlib>
      4 #include<algorithm>
      5 #include<cmath>
      6 #include<cstring>
      7 #include<vector>
      8 #include<queue>
      9 using namespace std;
     10 const int maxn=100005;
     11 const int maxm=1005;
     12 const int inf=1e9;
     13 int N,M,K;
     14 int f[maxn][maxm];
     15 struct node{
     16     int up,down;
     17 };
     18 node move[maxn];
     19 struct node1{
     20     bool EXIST; 
     21     int highh,bott;
     22     node1(){
     23         EXIST=false;
     24         highh=inf;
     25         bott=0;
     26     }
     27 };
     28 node1 map1[maxn];
     29 
     30 int ANS=inf;
     31 int h;
     32 int tot;
     33 int res=inf;
     34 bool notallinf(int c){
     35     for(int i=1;i<=M;i++){
     36         if(f[c][i]!=inf)
     37             return true;
     38     }
     39     return false;
     40 }
     41 int main(){
     42     
     43     scanf("%d%d%d",&N,&M,&K);
     44     for(int i=0;i<=N-1;i++)
     45         scanf("%d%d",&move[i].up,&move[i].down);
     46         
     47     for(int i=0;i<=N;i++) map1[i].highh=M+1;
     48     
     49     for(int i=1;i<=K;i++){
     50         int P,L,H;
     51         scanf("%d%d%d",&P,&L,&H);
     52         map1[P].bott=L;
     53         map1[P].highh=H;
     54         map1[P].EXIST=true;
     55     }
     56     
     57     for(int i=1;i<=N;i++)
     58         for(int j=0;j<=M;j++)
     59             f[i][j]=inf;
     60     
     61     for(int i=1;i<=N;i++){
     62         for(int j=map1[i].bott+1;j<=map1[i].highh-1;j++){
     63             
     64             if((j+move[i-1].down)<map1[i-1].highh&&(j+move[i-1].down)>map1[i-1].bott)
     65                 f[i][j]=f[i-1][j+move[i-1].down];
     66                 
     67                 
     68              if(j<M){
     69                  int base=j%move[i-1].up;
     70                  int g=map1[i-1].bott+1;
     71                  int p=g%move[i-1].up;
     72                  if(p==base)
     73                      base=g;
     74                  else{
     75                       if(p<base){
     76                          int delta=base-p;
     77                          base=g+delta;
     78                       }
     79                        else{
     80                            if(p>base){
     81                                 base+=move[i-1].up;
     82                                 int delta=base-p;
     83                                 base=g+delta;
     84                             }
     85                         }
     86                  }
     87                  
     88                  while(base<=map1[i-1].highh-1&&base<j){
     89                      f[i][j]=min(f[i][j],f[i-1][base]+(j-base)/move[i-1].up);
     90                      base+=move[i-1].up;
     91                  }
     92                  
     93              }
     94              else{
     95                   for(int k=map1[i-1].bott+1;k<=map1[i-1].highh-1;k++){
     96                      if(k<j&&(j-k)%move[i-1].up==0)
     97                          f[i][j]=min(f[i][j],f[i-1][k]+(j-k)/move[i-1].up);
     98                      else{
     99                           if(k<=j&&j==M&&((j-k)%move[i-1].up!=0||j-k==0))
    100                              f[i][j]=min(f[i][j],f[i-1][k]+(j-k)/move[i-1].up+1);
    101                           else{
    102                              if(k>j)
    103                                  break;
    104                           }
    105                       }
    106                   }
    107              }
    108         }
    109     }
    110     for(int i=1;i<=M;i++){
    111         if(i>map1[N].bott&&i<map1[N].highh){
    112             ANS=min(ANS,f[N][i]);
    113         }
    114     }
    115     
    116     if(ANS!=inf){
    117         cout<<"1"<<endl;
    118         cout<<ANS<<endl;
    119     }
    120     else{
    121         int nai=N-1;
    122         for(;nai>0;--nai){
    123             if(notallinf(nai)){
    124                 break;
    125             }
    126         }
    127         res=0;
    128         for(int i=0;i<nai;i++){
    129             if(map1[i].EXIST==true)
    130                 ++res;
    131         }
    132         printf("0
    %d
    ",res);
    133     }
    134     return 0;
    135 }

     

       

      

     

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