石子合并
设有 N 堆石子排成一排,其编号为 1,2,3,…,N。
每堆石子有一定的质量,可以用一个整数来描述,现在要将这 N 堆石子合并成为一堆。
每次只能合并相邻的两堆,合并的代价为这两堆石子的质量之和,合并后与这两堆石子相邻的石子将和新堆相邻,合并时由于选择的顺序不同,合并的总代价也不相同。
例如有 4 堆石子分别为 1 3 5 2
, 我们可以先合并 1、2堆,代价为 4,得到 4 5 2
, 又合并 1、2堆,代价为 9,得到 9 2
,再合并得到 11,总代价为 4+9+11=24
如果第二步是先合并 2、3堆,则代价为 7,得到 4 7
,最后一次合并代价为 11,总代价为 4+7+11=22。
问题是:找出一种合理的方法,使总的代价最小,输出最小代价。
输入格式
第一行一个数 N 表示石子的堆数 N。
第二行 N 个数,表示每堆石子的质量(均不超过 1000)。
输出格式
输出一个整数,表示最小代价。
数据范围
1≤N≤300
输入样例:
4
1 3 5 2
输出样例:
22
每个状态只会依赖比它长度更短的其他状态,所以先枚举长度可以保证在计算每个状态之前,先计算出它所依赖的状态。
如果先枚举 i
可以知道
起点小于 i 的所有情况;
起点为i,长度小于 len的所有情况
不能知道
起点大于i 的所有情况
起点为i,长度大于 len的情况
如果先枚举 len
可以知道
长度小于 len的所有情况
长度为 len,起点小于 i 的所有情况
不能知道
长度大于 len的所有情况
长度为 len,起点大于 i 的情况
需求:
f[i][k] :起点为 i,长度为 k - i + 1 < len 两种都可以
f[k+1][j] :起点为 k + 1 > i,长度为 j - k < len 不能先枚举 i
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=330;
int f[N][N];//f[i][j]表示第i堆石子到第j堆石子(一段区间)合并成一堆需要的最小代价
int w[N],s[N];
int main()
{
int n;cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)cin>>w[i];
memset(f,0x3f,sizeof f);//求最小值 故需要初始化最大
for(int i=0;i<=n;i++) f[i][i]=0;//i到i只有自己 不需要花费
for(int i=1;i<=n;i++) s[i]=s[i-1]+w[i];//前缀和
for(int len=2;len<=n;len++)
{
for(int i=1;i+len-1<=n;i++)//枚举长度
{
int l=i,r=i+len-1;//区间的左端点 右端点
for(int k=1;k<r;k++)
{
//计算i到j 合并成一堆 最后肯定是 在l--r区间中一个分界线合成一堆
//先不求最后那一和 合成左堆最小代价 f[l][k] 合成右堆的最小代价 f[k+1][r]
//最后一步将左右两堆合起来 左堆的最小代价+右堆的最小代价+(合成最后一步就是l-r的代价)
f[l][r]=min(f[l][r],f[l][k]+f[k+1][r]+s[r]-s[l-1]);
}
}
}
cout<<f[1][n]<<endl;//输出从第一堆石子到第n堆石子合并为一堆石子的最小代价
return 0;
}
合并果子(贪心 Huffman树)
在一个果园里,达达已经将所有的果子打了下来,而且按果子的不同种类分成了不同的堆。
达达决定把所有的果子合成一堆。
每一次合并,达达可以把两堆果子(任意两堆,不受限制)合并到一起,消耗的体力等于两堆果子的重量之和。
可以看出,所有的果子经过 n−1 次合并之后,就只剩下一堆了。
达达在合并果子时总共消耗的体力等于每次合并所耗体力之和。
因为还要花大力气把这些果子搬回家,所以达达在合并果子时要尽可能地节省体力。
假定每个果子重量都为 1,并且已知果子的种类数和每种果子的数目,你的任务是设计出合并的次序方案,使达达耗费的体力最少,并输出这个最小的体力耗费值。
例如有 3 种果子,数目依次为 1,2,9。
可以先将 1、2堆合并,新堆数目为 3,耗费体力为 3。
接着,将新堆与原先的第三堆合并,又得到新的堆,数目为 12,耗费体力为 12。
所以达达总共耗费体力=3+12=15。
可以证明 15 为最小的体力耗费值。
输入格式
输入包括两行,第一行是一个整数 n,表示果子的种类数。
第二行包含 n 个整数,用空格分隔,第 i 个整数 ai 是第 i 种果子的数目。
输出格式
输出包括一行,这一行只包含一个整数,也就是最小的体力耗费值。
输入数据保证这个值小于 231。
数据范围
1≤n≤10000
1≤ai≤20000
输入样例:
3
1 2 9
输出样例:
15
经典的Huffman树 每次合并重量最小的两堆果子即可
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>heap;
int n;cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
int a;cin>>a;
heap.push(a);
}
int ans=0;
while(heap.size()>1)
{
int x1=heap.top();
heap.pop();
int x2=heap.top();
heap.pop();
ans+=x1+x2;
heap.push(x1+x2);
}
cout<<ans<<endl;
return 0;
}
环形石子合并
将 n 堆石子绕圆形操场排放,现要将石子有序地合并成一堆。
规定每次只能选相邻的两堆合并成新的一堆,并将新的一堆的石子数记做该次合并的得分。
请编写一个程序,读入堆数 n 及每堆的石子数,并进行如下计算:
- 选择一种合并石子的方案,使得做 n−1次合并得分总和最大。
- 选择一种合并石子的方案,使得做 n−1 次合并得分总和最小。
输入格式
第一行包含整数 n,表示共有 n 堆石子。
第二行包含 n 个整数,分别表示每堆石子的数量。
输出格式
输出共两行:
第一行为合并得分总和最小值,
第二行为合并得分总和最大值。
数据范围
1≤n≤200
输入样例:
4
4 5 9 4
输出样例:
43
54
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=440;
int f[N][N],g[N][N];
int w[N],s[N];
int main()
{
int n;cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
cin>>w[i];
w[i+n]=w[i];
}
for(int i=1;i<=2*n;i++) s[i]=s[i-1]+w[i];
memset(f,0x3f,sizeof f);//求最小值 故初始化成大的
memset(g,-0x3f,sizeof g);//求最大值 故初始化成小的
for(int len=1;len<=n;len++)
{
for(int i=1;i+len-1<=2*n;i++)
{
int l=i,r=i+len-1;
if(l==r)
{
f[l][r]=0,g[l][r]=0;//只有自己一堆的时候 不需要花费
}
for(int k=l;k<r;k++)
{
f[l][r]=min(f[l][r],f[l][k]+f[k+1][r]+s[r]-s[l-1]);
g[l][r]=max(g[l][r],g[l][k]+g[k+1][r]+s[r]-s[l-1]);
}
}
}
int min1=0x3f3f3f3f,max1=-0x3f3f3f3f;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
min1=min(min1,f[i][i+n-1]);
max1=max(max1,g[i][i+n-1]);
}
cout<<min1<<endl<<max1<<endl;
return 0;
}