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  • [NOI2007]货币兑换 --- DP + 斜率优化(CDQ分治)

    [NOI2007]货币兑换

    题目描述:

    小 Y 最近在一家金券交易所工作。该金券交易所只发行交易两种金券:A 纪念券(以下简称 A 券)和 B 纪念券(以下简称 B 券)。

    每个持有金券的顾客都有一个自己的帐户。金券的数目可以是一个实数。

    每天随着市场的起伏波动,两种金券都有自己当时的价值,即每一单位金券当天可以兑换的人民币数目。

    我们记录第 K 天中 A 券和 B 券的价值分别为 (A_{k})和 (B_{k}) (元/单位金券)。

    为了方便顾客,金券交易所提供了一种非常方便的交易方式:比例交易法。

    比例交易法分为两个方面:

    a) 卖出金券:顾客提供一个[0,100]内的实数 OP 作为卖出比例,其意义为:将 OP%的 A 券和 OP%的 B 券以当时的价值兑换为人民币;

    b) 买入金券:顾客支付 IP 元人民币,交易所将会兑换给用户总价值为IP 的金券,

    并且,满足提供给顾客的 A 券和 B 券的比例在第 K 天恰好为 (Rate_{k}) ;

    例如,假定接下来 3 天内的 (A_{k}) 、 (B_{k}) 、 (Rate_{k}) 的变化分别为:

    时间 (A_{k} ;;B_{k};;Rate_{k})

    第一天 1 1 1

    第二天 1 2 2

    第三天 2 2 3

    假定在第一天时,用户手中有 100 元人民币但是没有任何金券。

    用户可以执行以下的操作:

    时间         用户操作   人民币(元) A 券的数量 B 券的数量

    开户        无              100             0                0

    第一天    买入100元  0                50              50

    第二天    卖出50%    75              25              25

    第二天    买入60元   15               55              40

    第三天    卖出100%  205             0               0

    注意到,同一天内可以进行多次操作。

    小 Y 是一个很有经济头脑的员工,通过较长时间的运作和行情测算,他已经知道了未来 N 天内的 A 券和 B 券的价值以及 Rate。

    他还希望能够计算出来,如果开始时拥有 S 元钱,那么 N 天后最多能够获得多少元钱。

     

    输入格式:

    第一行两个正整数 N、S,分别表示小 Y 能预知的天数以及初始时拥有的钱数。

    接下来 N 行,第 K 行三个实数 (A_{k};;B_{k};;Rate_{k}),意义如题目中所述。

     

    输出格式:

    只有一个实数 MaxProfit,表示第 N 天的操作结束时能够获得的最大的金钱数目。答案保留 3 位小数。

    本题没有部分分,你的程序的输出只有和标准答案相差不超过 (10^{-3}) 时,才能获得该测试点的满分,否则不得分。

    测试数据设计使得精度误差不会超过 (10^{-7})(丧心病狂)

    对于 40%的测试数据,满足 N ≤ 10;

    对于 60%的测试数据,满足 N ≤ 1 000;

    对于 100%的测试数据,满足 N ≤ 100 000;

    对于 100%的测试数据,满足:

    0 < (A_{k}) ≤ 10;

    0 < (B_{k}) ≤ 10;

    0 < (Rate_{k}) ≤ 100

    MaxProfit ≤ (10^{9}) ;

    输入文件可能很大,请采用快速的读入方式。

     

    首先,题面中的“比例交易法”非常的烦人,能不能将其转化掉呢?

    发现是可以的。

    贪心可知:能买就全部买,能卖就全部卖

    手上要么全是钱,要么全是券。

    有了这个结论,就可以统一用一样的钱来表示每天的状态。

    那么,(dp(i))表示到第(i)天为止能获得的最多钱数。

    转移呢?

    如果这一天什么都不做,那么(dp(i)=dp(i-1))

    如果这一天选择卖股票,那么它一定要在某天买股票,因此,枚举买股票的那天来转移

    设(fa(i), fb(i))表示第(i)天用钱能换到的(A,B)券数量。

    设(a(i),b(i))表示第(i)天(A,B)券的价格

    那么有:(dp(i)=max(fa(j)*a(i)+fb(j)*b(i))(1<=j<=i-1))

    (fa(j),fb(j))怎么表达?

    (numa*a(j):numb*b(j)=1:rate(j))

    (numa=frac{rate(j)}{a(j)*rate(j)+b(j)})

    (numb=frac{1}{a(j)*rate(j)+b(j)})

    (fa(j)=numa*dp(j))

    (fb(j)=numb*dp(j))

     

    这是一个十分不错的(O(n^{2}))算法,有60分已经非常的不错了。

     

    能不能更近一步?

    (frac{dp(i)}{b(i)}=min(frac{fa(j)*a(i)}{b(i)}+fb(j))(1<=j<=i-1)) 

    这是一个十分像斜率优化的式子。

    其中,(k)为(frac{-a(i)}{b(i)}),没有单调性

    其中,(x)为(fa(j)),没有单调性

    也就是说,插入的点可能在凸包内,查询要二分。

     

    很自然的,可以想到用平衡树来解决这个问题。

    但,既然CDQ为了代替平衡树而提出了CDQ分治,自然应该选择CDQ分治了。

     

    CDQ分治是如何做的呢?

    设((x(i),y(i)))表示斜率优化的点的坐标

    那么,在(Solve(l,r))中,首先把左区间的点和右区间的点分离出来(注意不要破坏本来的序)。

    由于右区间的点会对左区间造成贡献,而左区间不会,因此考虑让左区间形成凸包,右区间在上面查询。

    既然是分治,复杂度做到(O(n))自然是好的。

    因此,让左区间维护水平序,就可以在(O(n))的时间内建出凸包

    而如果右区间能做到斜率单调,那么就可以用单调队列做到(O(n))查询

    因此,右区间需要按斜率排序

     

    ???一段区间内维护两种序,这是可能的吗?

    可能的,不难注意到是左区间在不断地增加,而右区间在不断减少。

    因此,完全可以在外部给斜率排好序,在内部慢慢的归并来维护水平序。

     

    操作顺序:

    1.把原本处于((l,mid),(mid+1,r))区间的数有序的提取出来

    2.(Solve(l,mid))保证左区间满足水平序

    3.(O(n))建出凸包

    4.(O(n))查询,更新右区间的点

    5.(Solve(mid + 1, r))递归更新右区间,同时让右区间拥有水平序

    6.(O(n))合并左区间和右区间,让整个区间拥有水平序

    7.(return)

     

    无论什么操作,CDQ分治的复杂度都是(O(n))

    根据主定理,复杂度(O(n log n))

     

    补充:

    注意分治内各个操作的顺序

    注意精度

    注意斜率坑人

    注意常数(虽然感觉是个人都能过的常数限制)

     

    CDQ分治大法好!!!(代码在此)

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/reverymoon/p/8918660.html
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