bzoj 4152: [AMPPZ2014]The Captain
题目大意:在坐标轴上有n个点,一个点(x1,y1)到另一个点(x2,y2)的距离为min(|x2-x1,|y2-y1|),求解从1点出发到n点的最短路径。
n<=20000;
题解:
这道题是真的好题虽然我单凭自己不会做 。
首先考虑题意,这里权值是最小值,那么可以经过思考,得到一个性质:对于三个点:A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3),令B在A、C中间(即B的x、y项都在中间),定义dis(A,B)_x=a,dis(C,B)_y=b,dis(C,B)_x=c,dis(A,B)_y=d,那么一定有:min(a,c)+min(b,d)<=min(a+c,b+d)即使对于A、B、C三点,经过B点有可能使得从A到C权值缩小。(因为这个性质,这道题才有意义。)题目的要求就是通过经过中间点减少从1到n点的权值。
显然有一种做法,就是:将所有点两两之间连接,然后最短路,这样一定有正确答案,但是200000的平方,呵呵。同样显然的是这样连边有很大一部分是存在浪费的,即如果有一边两端的两点中间有一点,那么这一边就没有意义,很明显可以由中间一点连出的两条边代替并且可能更优。综上所述,只有两点之间没有其他点的连边有意义,不存在浪费。这样贪心思路就和明显了,这样贪心一定是最优的。证明完毕。
由于一个点可能存在多个连边不经过其他点,这个直接讨论是平方级的,直接维护很难做到。根据定义中间的方式,可以顺利想到一种做法,分别由x、y讨论,先按照x排序后连边,然后按照y排序后连边,这样因为x,y分别连边的时候具有单调性,所以所连的边之间都在x或y方面符合贪心策略的连边(由于贪心策略,如果越过一点进行连边,那么中间点要么可以被代替,除了被代替,剩下可能产生更优的解得情况会在另一个方向上讨论到),由于所有边都已经是单方面符合贪心策略的边,同时连向其他点的边不符合贪心策略,在不漏方面也能证明。但是由于只是满足了x或y的贪心策略,有可能存在不满足完全贪心策略的边,这样会增加一部分无用边,但是这样讨论无疑是最简便的。
连边方法的正确性得证。
由于满足贪心策略的连接方法有多种(上面已经论证:一个点可能存在多个连边不经过其他点),同时还有存在废边,所以最后需要跑最短路来求得最小权值,最终证明完毕。
P.S.这道题真的是好题,如果直接在外面搜到题解后按照题解的做法做就真的把题目浪费了,算法过程很简单,但是贪心的思路很重要,值得仔细研究。
P.S.我不得不吐槽下外面搜到的题解,只有解法让我自己写证明写了1个小时,不过能把这个理顺我还是很开心的。
P.S。可能是数据专门卡你或是这种统计方法存在不少重边和环的缘故,spfa会被卡t,最短路请写dij。
最后附上还没写这篇证明用时间多的一份代码:
靠上来缩进不明显了,但是其实不重要,代码也没有啥,都是板子,就是要注意一下链式前向星需要开8*1e5就好了。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e5*2+10;
inline int read()
{
int ret=0;char c=getchar();
while(c>'9'||c<'0') c=getchar();
while(c>='0'&&c<='9')
ret=(ret<<1)+(ret<<3)+c-'0',c=getchar();
return ret;
}
struct Point{
int x,y,id;
}p[maxn];
struct Edge{
int to,nxt,val;
}e[maxn*4];
struct dijk{
int to,val;
dijk(int _to,int _val):to(_to),val(_val){}
const bool operator < (const dijk a)const {return val>a.val;}
};
priority_queue<dijk>q;
inline bool cmp(Point a,Point b){return a.x<b.x;}
inline bool cmpe(Point a,Point b){return a.y<b.y;}
int n,head[maxn],cnt,dis[maxn];
bool vis[maxn];
inline void add(int x,int y,int z)
{
cnt++;e[cnt].to=y,e[cnt].val=z;
e[cnt].nxt=head[x],head[x]=cnt;
}
void dij()
{
memset(dis,0x7f,sizeof(dis)),dis[1]=0;
q.push(dijk(1,0));
while(!q.empty()){
dijk now=q.top();q.pop();
vis[now.to]=true;
for(int i=head[now.to];i;i=e[i].nxt){
int to=e[i].to,val=e[i].val;
if(dis[now.to]+val<dis[to]&&!vis[to]){
dis[to]=dis[now.to]+val;
q.push(dijk(to,dis[to]));
}
}
}
}
int main()
{
freopen("bzoj1452.in","r",stdin);
n=read();
for(int i=1;i<=n;i++) p[i].x=read(),p[i].y=read(),p[i].id=i;
sort(p+1,p+1+n,cmp);
for(int i=1;i<n;i++){
int val=p[i+1].x-p[i].x;
add(p[i].id,p[i+1].id,val);add(p[i+1].id,p[i].id,val);
}
sort(p+1,p+1+n,cmpe);
for(int i=1;i<n;i++){
int val=p[i+1].y-p[i].y;
add(p[i].id,p[i+1].id,val);add(p[i+1].id,p[i].id,val);
}
dij();
printf("%d",dis[n]);
return 0;
}