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  • 洛谷P3959 宝藏(NOIP2017)(状压DP,子集DP)

    洛谷题目传送门

    Dalao的题解多数是什么模拟退火、DFS剪枝、(O(3^nn^2))的状压DP之类。蒟蒻尝试着把状压改进了一下使复杂度降到(O(3^nn))

    考虑到每条边的贡献跟它所在的层有关,所以如果我们能够将一层的边一起加进去,计算就会方便许多。于是想办法把这个转移过程状压一下。

    (f_{i,j})为当前已选点集为(i),下一层加入的点集为(j)时,新加入的所有点与原有点之间最小的边权之和。计算的具体实现,我们(O(2^n))枚举(i),再枚举(i)的补集的子集(j),把(j)(lowbit)挑出来,(f_{i,j})等于(f_{i,j-lowbit(j)})加上(log lowbit(j))(i)之间的最小边权。

    这一部分的复杂度是(O(3^nn))(n)元素集合的所有子集的子集大小之和是(3^n)可以证)

    接着就可以开始转移了。设(g_{l,i})为总层数为(l),已选点集为(i)的最小答案。参考(f)的定义我们可以很快的写出转移方程(式中的(i-j)为集合意义,代码中写i^j

    [g_{l,i}=sumlimits_{jin i}g_{l-1,i-j}+l*f_{i-j,j} ]

    也是一遍枚举子集,复杂度还是(O(3^nn))。最后(maxlimits_{l=0}^ng_{l,2^n-1})就是答案。

    当然,为了实际复杂度和理论一致,我们枚举子集不能这样暴枚

    	for(i=0;i<=S;++i)
        	if(i&S==i)//do something
    

    而应该这样

    	for(i=S;i;i=(i-1)&S)
        	//do something
    

    跟队爷Anson学的,具体原理蒟蒻也策不清楚啊qwq

    代码十分简洁,注意INF的设置

    #include<bits/stdc++.h>
    #define R register int
    using namespace std;
    const int N=13,M=4096,INF=0x01010101;
    int a[N][N],f[M][M],g[N][M],ne[M],lg[M];
    inline void chkmn(R&x,R y){
    	if(x>y)x=y;
    }
    int main(){
    	memset(a,1,sizeof(a));
    	memset(g,63,sizeof(g));//貌似需要区别对待
    	R n,m,S,s,i,j,l,x,y,v;
    	cin>>n>>m;
    	S=(1<<n)-1;
    	for(i=0;i<n;++i)
    		lg[1<<i]=i;//log预处理
    	while(m--){
    		cin>>x>>y>>v;
    		if(a[--x][--y]>v)//邻接矩阵存边
    			a[x][y]=a[y][x]=v;
    	}
    	for(i=1;i<=S;++i){
    		v=0;
    		for(j=s=S^i;j;j=(j-1)&s)
    			ne[j]=v,v=j;//为了更新顺序需要反向枚举
    		for(j=v;j;j=ne[j]){
    			x=lg[j&-j];v=INF;
    			for(y=0;y<n;++y)//找到可以连接的最小边权
    				if(1<<y&i)chkmn(v,a[x][y]);
    			f[i][j]=f[i][j^(j&-j)]+v;
    		}
    	}
    	for(i=1;i<=S;i<<=1)
    		g[0][i]=0;//状态预处理
    	for(l=1;l<n;++l)
    		for(i=1;i<=S;++i)
    			for(j=i;j;j=(j-1)&i)
    				chkmn(g[l][i],g[l-1][i^j]+f[i^j][j]*l);
    	v=0x7fffffff;
    	for(l=0;l<=n;++l)
    		chkmn(v,g[l][S]);
    	cout<<v<<endl;
    	return 0;
    }
    
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