题解:NOIP2017 宝藏 模拟退火

题目描述

参与考古挖掘的小明得到了一份藏宝图,藏宝图上标出了 nn 个深埋在地下的宝藏屋, 也给出了这 nn 个宝藏屋之间可供开发的mm 条道路和它们的长度。

小明决心亲自前往挖掘所有宝藏屋中的宝藏。但是,每个宝藏屋距离地面都很远, 也就是说,从地面打通一条到某个宝藏屋的道路是很困难的,而开发宝藏屋之间的道路 则相对容易很多。

小明的决心感动了考古挖掘的赞助商,赞助商决定免费赞助他打通一条从地面到某 个宝藏屋的通道,通往哪个宝藏屋则由小明来决定。

在此基础上,小明还需要考虑如何开凿宝藏屋之间的道路。已经开凿出的道路可以 任意通行不消耗代价。每开凿出一条新道路,小明就会与考古队一起挖掘出由该条道路 所能到达的宝藏屋的宝藏。另外,小明不想开发无用道路,即两个已经被挖掘过的宝藏 屋之间的道路无需再开发。

新开发一条道路的代价是:

mathrm{L} imes mathrm{K}L×K

L代表这条道路的长度,K代表从赞助商帮你打通的宝藏屋到这条道路起点的宝藏屋所经过的 宝藏屋的数量(包括赞助商帮你打通的宝藏屋和这条道路起点的宝藏屋) 。

请你编写程序为小明选定由赞助商打通的宝藏屋和之后开凿的道路,使得工程总代 价最小,并输出这个最小值。

输入输出格式

输入格式:

第一行两个用空格分离的正整数 n,mn,m,代表宝藏屋的个数和道路数。

接下来 mm 行,每行三个用空格分离的正整数,分别是由一条道路连接的两个宝藏 屋的编号(编号为 1-n1n),和这条道路的长度 vv。

输出格式:

一个正整数,表示最小的总代价。

输入输出样例

输入样例#1: 复制
4 5 
1 2 1 
1 3 3 
1 4 1 
2 3 4 
3 4 1 
 
输出样例#1: 复制
4
输入样例#2: 复制
4 5 
1 2 1 
1 3 3 
1 4 1 
2 3 4 
3 4 2  
输出样例#2: 复制
5

说明

【样例解释1】

小明选定让赞助商打通了11 号宝藏屋。小明开发了道路 1 o 212,挖掘了 22 号宝 藏。开发了道路 1 o 414,挖掘了 44号宝藏。还开发了道路 4 o 343,挖掘了33号宝 藏。工程总代价为:1 imes 1 + 1 imes 1 + 1 imes 2 = 41×1+1×1+1×2=4

【样例解释2】

小明选定让赞助商打通了11 号宝藏屋。小明开发了道路 1 o 212,挖掘了 22 号宝 藏。开发了道路 1 o 313,挖掘了 33号宝藏。还开发了道路 1 o 414,挖掘了44号宝 藏。工程总代价为:1 imes 1 + 3 imes 1 + 1 imes 1 = 51×1+3×1+1×1=5

【数据规模与约定】

对于20\%20%的数据: 保证输入是一棵树,1 le n le 81n8,v le 5000v5000 且所有的 vv都相等。

对于 40\%40%的数据: 1 le n le 81n8,0 le m le 10000m1000,v le 5000v5000 且所有的vv都相等。

对于70\%70%的数据: 1 le n le 81n8,0 le m le 10000m1000,v le 5000v5000

对于100\%100%的数据: 1 le n le 121n12,0 le m le 10000m1000,v le 500000v500000

解题思路:

运用模拟退火的思路,先随意处理出一棵生成树,然后对这棵生成树的边进行修改,因为不确定根在哪个,就把每个都枚举一下,随机修改的时候可以找出决策点并进行退火算法

  1#include<bits/stdc++.h>
2#define N 15
3#define int long long 
4using namespace std;
5double T,start_T,del_T,low_T;
6int INF;
7int B[N],fa[N],n,Map[N+N][N+N],x,y,z,ans,m;
8double rand_double(){
9    return rand()/(double)RAND_MAX;
10}
11void addedge(int x,int y,int z){
12    Map[x][y]=min(Map[x][y],z);
13    Map[y][x]=min(Map[y][x],z);
14}
15void init(){
16    srand(6662333);//种子的选取很重要
17    start_T=23333;
18    del_T=0.99;
19    low_T=1e-9;
20    INF=12345678987654321;
21    ans=INF;
22    for (int i=0;i<=20;i++)
23        for (int j=0;j<=20;j++)
24            Map[i][j]=Map[j][i]=INF;
25}
26int find(int x){
27    if (x==B[x])
28        return x; else
29        return B[x]=find(B[x]);
30}
31void merge(int x,int y){
32    int fx=find(x);
33    int fy=find(y);
34    if (fx==fy) return;
35    B[fx]=fy;
36}
37int dfs_sum(int v,int Fa,int dep){
38//    printf("call::dfs_sum(%lld, %lld, %lld) ", v, Fa, dep);
39//    system("pause>nul");
40    int res=dep*Map[Fa][v];
41    for (int i=1;i<=n;i++){
42        if (fa[i]!=v||Fa==i) continue;
43        res+=dfs_sum(i,v,dep+1);
44    } 
45//    printf("dfs_sum(%lld, %lld, %lld) = %lld ", v, Fa, dep, res);
46    return res;
47}
48bool judge(){
49    for (int i=1;i<=n;i++)
50        B[i]=i;
51
52    for (int i=1;i<=n;i++){
53        bool skip=false;
54        if (find(i)==find(fa[i])) skip=true;
55        if (i!=fa[i]&&skip) 
56            return false;
57        merge(i,fa[i]);
58    }
59    return true;
60}
61int SA_main(int root){//退火主要部分
62    int res=dfs_sum(root,0,0);
63//    if (root != 1ll) printf("res = %lld ", res), system("pause");
64    T=start_T;
65    while (T>low_T){
66        int change,go;
67        do {
68            change=rand()%n+1;
69            go=rand()%n+1;
70        } while (change==go||change==root);
71        int deposit=fa[change];
72        fa[change]=go;
73        if (!judge()){
74            fa[change]=deposit;
75            continue;
76        }
77        int nxt=dfs_sum(root,0,0);
78        double depos=exp((res-nxt)/T);
79        if (nxt<res||depos>rand_double())
80            res=nxt; else
81            fa[change]=deposit; 
82        T*=del_T;
83    }
84    //cout << res << endl;
85    return res;
86
87void read(){
88    scanf("%lld%lld",&n,&m);
89    for (int i=1;i<=m;i++){
90        scanf("%lld%lld%lld",&x,&y,&z);
91        addedge(x,y,z);
92    }
93
94void solve(){
95    if (n==1){
96        ans=0;
97        return;
98    }
99    for (int i=1;i<=n;i++){
100        for (int j=1;j<=n;j++)
101            fa[j]=i;//不要忘了每次初始化
102        fa[i]=0;
103        for (int j=1;j<=16;j++)//多搞几次增加正确率
104            ans=min(ans,SA_main(i));
105    }
106}
107void write(){
108    cout << ans <<  endl;
109
110main(){
111    init();
112    read();
113    solve();
114    write();
115    return 0;
116
原文地址:https://www.cnblogs.com/titititing/p/9721325.html