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  • 再探树形dp

    随着校oj终于刷进了第一页,可以不用去写那些水题了,开始认真学习自己的东西,当然包括文化课。努力。。

    这道题呢是道树形dp,可看到了根本就不知道怎么写思考过程:

    5min 终于看懂了题 画了样例的图把输出看懂了 然后发现这不可做。。

    设个状态吧,这肯定是从子树上进行转移的然后然后f[i]表示以i为根节点子树的大小吧。然后真的就不可做了。

    想列状态转移方程发现价值算不出来放弃,脑抽没有多加一维状态来表示价值哎。

    无奈点开题解 1min恍然大悟。。dp好难。

    其实这道题就是一个简单的树形背包dp,细节处理的不多。可是真的不好想。

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<string>
    #include<ctime>
    #include<cmath>
    #include<iomanip>
    #include<algorithm>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #include<cstdio>
    #include<map>
    #include<deque>
    #include<set>
    #define inf 1000000000
    using namespace std;
    inline int read()
    {
        int x=0,f=1;char ch=getchar();
        while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
        while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
        return x*f;
    }
    const int maxn=200;
    int n,m,ru[maxn];
    int lin[maxn<<1],ver[maxn<<1],nex[maxn<<1],len=0;
    int vis[maxn],ans=inf,f[maxn][maxn];//f[i][j]表示第i个节点保留j条边需要截下的最小代价
    void add(int x,int y)
    {
        ver[++len]=y;
        nex[len]=lin[x];
        lin[x]=len;
    }
    void dfs(int x)
    {
        vis[x]=1;
        f[x][1]=ru[x];//只保留x节点的话需要砍ru[x]条边
        for(int i=lin[x];i;i=nex[i])
        {
            int tn=ver[i];
            if(vis[tn]==1)continue;
            dfs(tn);
            for(int j=m;j>=1;j--)//01背包模型
                for(int k=1;k<j;k++)
                    f[x][j]=min(f[x][j],f[x][k]+f[tn][j-k]-2);
                //-2原因为现在加上儿子节点的这么多边后可以少砍f[x][k]少砍1条,f[tn][j-k]少砍一条
        }
    }
    int main()
    {
        freopen("1.in","r",stdin);
        n=read();m=read();
        for(int i=1;i<n;i++)
        {
            int x,y;
            x=read();y=read();
            add(x,y);add(y,x);
            ru[x]++;ru[y]++;
        }
        memset(f,10,sizeof(f));
        dfs(1);
        for(int i=1;i<=n;i++)ans=min(ans,f[i][m]);
        printf("%d
    ",ans);
        return 0;
    }
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    一中午时间学习了一下树形dp的二次扫描+换根,觉得不算是很难,dp转移方程也很好推就是有点绕。

    主要是一个求出最大的源点能发出的水量 poj3585

    n的范围20000 直接O(n^2)爆力直接超时,考虑O(n)求出。设d[i]表示以i为节点从i的子树身上所能的到的最大水量。

    则有d[x]+=((ru[tn]==1)?e[i]:min(d[tn],e[i]));直接在O(n)时间之内求出d数组,这也就是这道题的难点了,我们不知道跟在哪,所以外面加上一层for循环的话直接就是O(n)的了,考虑怎么搞出来全部点。设f[i]表示以i为根节点所能得到的最大值,随便设root=1;先假设root为根,把d数组跑出来。

    之后求f数组就行了,显然f[root]=d[root];然后通过这一点进行对f数组进行更新。

    看完书后得到f[tn]=d[tn]+((ru[x]==1)?e[i]:min(f[x]-min(d[tn],e[i]),e[i]));看图理解的快很神奇就实现了换根!

    于是有代码:

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<string>
    #include<ctime>
    #include<cmath>
    #include<iomanip>
    #include<algorithm>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #include<cstdio>
    #include<map>
    #include<deque>
    #include<set>
    using namespace std;
    inline int read()
    {
        int x=0,f=1;char ch=getchar();
        while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
        while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
        return x*f;
    }
    const int maxn=200002;
    int t,n;
    int ver[maxn<<1],lin[maxn<<1],nex[maxn<<1],e[maxn<<1],len=0;
    int vis[maxn],d[maxn],ru[maxn],f[maxn],root,ans=0;
    void add(int x,int y,int z)
    {
        ver[++len]=y;
        nex[len]=lin[x];
        lin[x]=len;
        e[len]=z;
    }
    void dp(int x)
    {
        vis[x]=1;
        for(int i=lin[x];i;i=nex[i])
        {
            int tn=ver[i];
            if(vis[tn]==1)continue;
            dp(tn);
            if(ru[tn]==1)d[x]+=e[i];
            else d[x]+=min(d[tn],e[i]);
        }
    }
    void dfs(int x)
    {
        vis[x]=1;
        for(int i=lin[x];i;i=nex[i])
        {
            int tn=ver[i];
            if(vis[tn]==1)continue;
            if(ru[x]==1)f[tn]=d[tn]+e[i];
            else f[tn]=d[tn]+min(f[x]-min(d[tn],e[i]),e[i]);
            dfs(tn);
        }
    }
    int main()
    {
        //freopen("1.in","r",stdin);
        t=read();
        while(t--)
        {
            memset(lin,0,sizeof(lin));
            memset(e,0,sizeof(e));
            memset(ru,0,sizeof(ru));
            memset(d,0,sizeof(d));
            memset(f,0,sizeof(f));
            ans=0;root=1;len=0;
            n=read();
            for(int i=1;i<n;i++)
            {
                int x,y,z;
                x=read();y=read();z=read();
                add(x,y,z);add(y,x,z);
                ru[x]++;ru[y]++;
            }
            memset(vis,0,sizeof(vis));
            dp(root);
            memset(vis,0,sizeof(vis));
            f[root]=d[root];
            dfs(root);
            for(int i=1;i<=n;i++)ans=max(ans,f[i]);
            printf("%d
    ",ans);
        }
        return 0;
    }
    View Code

    成就感足足的。

    然后做了一道这段时间的最后一道总结树形dp的题,依然是依赖性背包,很不好想我觉得,很难受的感觉。也就是非常难以下手的题目。

    求出最多给多少个顾客发信号且费用不为负数。难以下手,知道是树形依赖背包dp,但是价值和最后的顾客数考虑怎么累加。

    设状态f[i][j]表示以i为节点的这颗子树给j个终端顾客发信号可以使得赚的价钱最多。这里很明显这个状态是和题目不照的,题目是说最多能给多少个顾客发信号。

    然后其实我们只要便利一遍f[1][i]使得f值为正且i最大就是本题答案,如此巧妙的转化。

    然后开始写dp式子,发现怎么像上图的2节点根本不是价值咋么办,所以f初值全部设为负无穷,f[x][0]=0;每次dp时执行这个操作,顺带在输入时记录每个点的度数能求出终端客户,f[x][1]=v[x];然后套用普通的背包dp即可。然后就会tle4个点,因为你根本不知道当前点有多少个子节点所以你进行背包dp时大小不知道,这时可以先预处理出每个点的子树大小,再进行背包dp的转移就可以愉快的a掉这道题了!这些题目都是很好的题,要时常复习啊。

    #include<bits/stdc++.h>
    #include<iostream>
    #include<cmath>
    #include<cstdio>
    #include<ctime>
    #include<cstring>
    #include<string>
    #include<queue>
    #include<deque>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #include<map>
    #include<algorithm>
    #include<iomanip>
    #include<set>
    using namespace std;
    inline int read()
    {
        int x=0,f=1;char ch=getchar();
        while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
        while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
        return x*f;
    }
    inline void put(int x)
    {
        if(x==0){putchar('0');putchar('
    ');return;}
        if(x<0)x=-x,putchar('-');
        int num=0;char ch[50];
        while(x)ch[++num]=x%10+'0',x/=10;
        while(num)putchar(ch[num--]);
        putchar('
    ');return;
    }
    const int maxn=3002;
    int n,m,ans=0;
    int lin[maxn<<1],ver[maxn<<1],nex[maxn<<1],e[maxn<<1],len=0;
    int v[maxn],sz[maxn],f[maxn][maxn];//f[i][j]表示以i为子树选取j个子节点所能得到的价值最大
    void add(int x,int y,int z)
    {
        ver[++len]=y;
        nex[len]=lin[x];
        lin[x]=len;
        e[len]=z;
    }
    void dfs1(int x)
    {
        for(int i=lin[x];i;i=nex[i])
        {
            int tn=ver[i];
            dfs1(tn);
            sz[x]+=sz[tn];
        }
        sz[x]++;
    }
    void dfs(int x)
    {
        f[x][0]=0;if(sz[x]==1)f[x][1]=v[x];
        for(int i=lin[x];i;i=nex[i])
        {
            int tn=ver[i];
            dfs(tn);
            for(int j=sz[x];j>=0;j--)
                for(int k=0;k<=j;k++)
                    f[x][j]=max(f[x][j],f[x][j-k]+f[tn][k]-e[i]);
        }
    }
    int main()
    {
        //freopen("1.in","r",stdin);
        n=read();m=read();
        memset(f,0xcf,sizeof(f));
        for(int i=1;i<=n-m;i++)
        {
            int x;x=read();
            for(int j=1;j<=x;j++)
            {
                int y,z;y=read();z=read();
                add(i,y,z);
            }
        }
        dfs1(1);
        for(int i=1;i<=m;i++)v[n-m+i]=read();
        dfs(1);
        for(int i=m;i>=0;i--)if(f[1][i]>=0){put(i);return 0;}
        //for(int i=1;i<=n;i++)put(sz[i]);
        return 0;
    }

    且放白鹿青崖间。

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