搜索与状压 DP

DFS

搜索和DP不分家,几乎所有的DP都能用搜索解决(虽然复杂度可能较劣)。不过,如果实在想不出正解,DFS不失为骗分的好手段。

主要的搜索算法有:

  1. DFS/BFS爆搜
  2. 双向BFS
  3. 启发式搜索(又称A*)
  4. 迭代加深搜索
  5. IDA*(迭代加深+启发式)
  6. 记忆化搜索
  7. 剪枝

重要程度:1,7,6 > 4,3 > 5,2。

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高级动态规划:区间、树形

区间 DP

P1880 [NOI1995]石子合并

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

const int N = 220;

int ans, dp[N][N], n, a[N], s[N];

int main() {

scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; ++i) {
scanf("%d", a+i);
s[i] = s[i-1] + a[i];
}
for(int i=1; i<=n; ++i) {
s[i+n] = s[i+n-1] + a[i];
}
memset(dp, 0x3f, sizeof dp);
for(int i=1; i<=2*n; ++i) dp[i][i] = 0;
for(int l=2; l<=n; ++l) {
for(int i=1, j=l; j<=2*n; ++i, ++j) {
for(int k=i; k<j; ++k) {
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + s[j] - s[i-1]);
}
}
}
ans = 0x3f3f3f3f;
for(int i=1; i<=n; ++i) {
//printf("%d ", dp[i][i+n-1]);
ans = min(ans, dp[i][i+n-1]);
}
printf("%d\n", ans);

memset(dp, 0, sizeof dp);
for(int i=1; i<=2*n; ++i) dp[i][i] = 0;
for(int l=2; l<=n; ++l) {
for(int i=1, j=l; j<=2*n; ++i, ++j) {
for(int k=i; k<j; ++k) {
dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + s[j] - s[i-1]);
}
}
}
ans = 0;
for(int i=1; i<=n; ++i) {
ans = max(ans, dp[i][i+n-1]);
}
printf("%d\n", ans);
return 0;
}

P1063 能量项链

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 220;

int n, h[N], t[N], dp[N][N];
int main() {

scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; ++i) {
scanf("%d", &h[i]);
h[i+n] = h[i];
}
for(int i=1; i<2*n; ++i) t[i] = h[i+1];

for(int l=2; l<=n; ++l) {
for(int i=1, j=l; j<=2*n; ++i, ++j) {
for(int k=i; k<j; ++k) {
dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + h[i] * t[k] * t[j]);
}
}
}
int ans = 0;
for(int i=1; i<=n; ++i) {
ans = max(ans, dp[i][i+n-1]);
}
printf("%d\n", ans);
return 0;
}


P3146 [USACO16OPEN]248 G

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int n, dp[300][300], ans = 0;
int main() {

scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; ++i) {
scanf("%d", &dp[i][i]);
}

for(int l=2; l<=n; ++l) {
for(int i=1, j=l; j<=n; ++i, ++j){
for(int k=i; k<j; ++k) {
if(dp[i][k] == dp[k+1][j])
dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i][k]+1);
}
ans = max(ans, dp[i][j]);
}
} printf("%d\n", ans);
return 0;
}

树形 DP

树形DP三大问题:树的最大独立集 树的重心 树的最长路径

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C++ STL:SET & MULTISET

C++ STL:SET & MULTISET

定义

方式 效果
set <数据类型名> 集合名; 先定义一个容器,容器内无任何元素
set <数据类型名> 集合名(另一个集合名); 定义一个集合并用另一个集合初始化(只能是数据类型相同的集合,不能是数组)
set <数据类型名> 集合名(另一个集合名.begin(), 另一个集合名.end()); 定义一个集合并用另一个集合初始化(只能是数据类型相同的集合,不能是数组)
set <数据类型名> 集合名[集合数量]; 定义集合数组
set <Elem> 产生一个set,以 (operator <) 为排序准则
set <Elem, cmp> 产生一个set,以cmp为排序准则
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数论:整除问题

数论:整除问题

整除分块

与其说整除分块是一种算法,不如说它是一个技巧。有时我们需要计算这样的式子:

$$
\sum_{i=1}^n f(i)\lfloor\frac{n}{i}\rfloor
$$

根据经验,我们发现 $\lfloor\frac{n}{i}\rfloor$ 只有 $O(\sqrt n)$ 种取值。对于每种取值,$i$ 都会有一个连续的范围。假设函数 $f$ 的前缀和可以预处理后快速求出,那么我们可以枚举 $\lfloor\frac{n}{i}\rfloor$ 的所有取值,并和 $f$ 的连续一段的和相乘。具体可以见代码:

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// s[i] 为函数 f(i) 的前缀和 
int ans = 0;
for(int i=1, j; i<=n; i=j+1) {
j = n/(n/i);
ans += (s[j]-s[i-1])*(n/i);
}
printf("%d\n", ans);
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图论

图论

图论算法一般都是揉在一起的,很难单独把算法拆开讲,所以直接上题目吧。分类是大致分的,其实有很多是交叉的。

二叉树

二叉树的遍历有三种,分别为前序遍历,中序遍历和后序遍历,并且给定其中的两种遍历能够求出另一种遍历 (必须已知中序遍历)。

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还在用 STL 排序?

还在用 STL 排序?

使用 C 库函数

很多人都不知道的是,其实 C 语言也是自带排序函数的,就是位于 <stdlib.h> 库中的 qsort

函数声明:

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网络流:最小割

网络流:最小割

将图 $G$ 分为 $A$ 和 $B$ 两个点集,$A$ 和 $B$ 之间的边的集合称为无向图的割集。带权图的割 (Cut) 就是割集中的边权之和。

S - T 最小割

特别地,对于一个网络,在满足 $源点 s \in 点集{S}, 汇点 t \in 点集{T}(S\cap T= \varnothing)$ 的情况下,从 S 到 T 的边的权值和被称为 S 到 T 的割

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网络流:最大流

网络流:最大流

EK

增广路方法是很多网络流算法的基础。其思路是每次找出一条从源到汇的能够增加流的路径,调整流值和残留网络 ,直到没有增广路为止

EK 算法就是不断的找最短路,找的方法就是每次找一条边数最少的增广(即最短路径增广)。

最多要增广多少次?

可以证明,最多 O(VE)​ 次增广,可以达到最大流。

如何找到一条增广路?

先明确什么是增广路。增广路是一条从s到t的路径,路径上每条边残留容量都为正。把残留容量为正的边设为可行的边,那么我们就可以用简单的 BFS 得到边数最少的增广路。

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