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设dpi,jdp_{i,j}dpi,j:把前iii个数划分jjj段的最小花费,wi,jw_{i,j}wi,j:[i,j][i,j][i,j]划分为一段的花费
dpi,j=min(dp[k][j−1]+w[k+1][i]),k<idp_{i,j}=min(dp[k][j-1]+w[k+1][i]),k<idpi,j=min(dp[k][j−1]+w[k+1][i]),k<i
而这个转移是具有决策单调性的
换言之,∀i1<i2\forall i_1<i_2∀i1<i2,且i1i_1i1由k1k_1k1转移而来,i2i_2i2由k2k_2k2转移而来,则必有k1≤k2k_1\le k_2k1≤k2
证明一下,假设k1>k2k_1>k_2k1>k2
由条件可以列得
{dp(k1,j−1)+w(k1+1,i1)≤dp(k2,j−1)+w(k2+1,i)dp(k2,j−1)+w(k2+1,i2)≤dp(k1,j−1)+w(k1+1,i)\left\{ \begin{aligned} dp(k_1,j-1)+w(k_1+1,i_1) \le dp(k_2,j-1)+w(k_2+1,i)\\ dp(k_2,j-1)+w(k_2+1,i_2)\le dp(k_1,j-1)+w(k_1+1,i)\\ \end{aligned} \right. {dp(k1,j−1)+w(k1+1,i1)≤dp(k2,j−1)+w(k2+1,i)dp(k2,j−1)+w(k2+1,i2)≤dp(k1,j−1)+w(k1+1,i)
假设两个式子都是取的===,那么交换k1,k2k_1,k_2k1,k2不影响
否则至少有一个取了<<<,不防假设
{dp(k1,j−1)+w(k1+1,i1)≤dp(k2,j−1)+w(k2+1,i)dp(k2,j−1)+w(k2+1,i2)<dp(k1,j−1)+w(k1+1,i)\left\{ \begin{aligned} dp(k_1,j-1)+w(k_1+1,i_1) \le dp(k_2,j-1)+w(k_2+1,i)\\ dp(k_2,j-1)+w(k_2+1,i_2)< dp(k_1,j-1)+w(k_1+1,i)\\ \end{aligned} \right. {dp(k1,j−1)+w(k1+1,i1)≤dp(k2,j−1)+w(k2+1,i)dp(k2,j−1)+w(k2+1,i2)<dp(k1,j−1)+w(k1+1,i)
移项得
{w(k1+1,i1)−w(k2+1,i1)≤dp(k2,j−1)−dp(k1,j−1)dp(k2,j−1)−dp(k1,j−1)<w(k1+1,i2)−w(k2+1,i2)\left\{ \begin{aligned} w(k_1+1,i_1)-w(k_2+1,i_1) \le dp(k_2,j-1)-dp(k_1,j-1)\\ dp(k_2,j-1)-dp(k_1,j-1)< w(k_1+1,i_2)-w(k_2+1,i_2)\\ \end{aligned} \right. {w(k1+1,i1)−w(k2+1,i1)≤dp(k2,j−1)−dp(k1,j−1)dp(k2,j−1)−dp(k1,j−1)<w(k1+1,i2)−w(k2+1,i2)
所以有
w(k1+1,i1)−w(k2+1,i1)<w(k1+1,i2)−w(k2+1,i2)w(k_1+1,i_1)-w(k_2+1,i_1)< w(k_1+1,i_2)-w(k_2+1,i_2)w(k1+1,i1)−w(k2+1,i1)<w(k1+1,i2)−w(k2+1,i2)
再移项,最后得
w(k2+1,i1)−w(k1+1,i1)>w(k2+1,i2)−w(k1+1,i2)w(k_2+1,i_1)-w(k_1+1,i_1)> w(k_2+1,i_2)-w(k_1+1,i_2)w(k2+1,i1)−w(k1+1,i1)>w(k2+1,i2)−w(k1+1,i2)
这显然是不成立的,因为i1<i2i_1<i_2i1<i2,而www是跟区间内相同权值的个数组合数有关
不等号右边的增长应更快,假设不成立;证明的确具有决策单调性
分治处理,注意决策点可能并不一定是正中间,可能会有所偏移,直接枚举即可
#include <cstdio>
#include <cstring>
#define inf 1e18
#define maxn 100005
#define int long long
int n, K, k, curl = 1, curr, cost;
int a[maxn], cnt[maxn];
int dp[maxn][25];void Delete( int x ) {cost = cost - cnt[a[x]] + 1;cnt[a[x]] --;
}void Add( int x ) {cost = cost + cnt[a[x]];cnt[a[x]] ++;
}void calc( int l, int r ) {while( curl < l ) Delete( curl ++ );while( l < curl ) Add( -- curl );while( curr < r ) Add( ++ curr );while( r < curr ) Delete( curr -- );
}//计算[L,R]区间的dp值 决策点枚举范围为[l,r]
void solve( int L, int R, int l, int r ) {if( L > R || l > r ) return;int mid = ( L + R ) >> 1, pos, ans = inf;for( int i = l;i <= r;i ++ ) {calc( i + 1, mid );if( ans > dp[i][k - 1] + cost ) ans = dp[i][k - 1] + cost, pos = i;}dp[mid][k] = ans;solve( L, mid - 1, l, pos );solve( mid + 1, R, pos, r );
}signed main() {memset( dp, 0x7f, sizeof( dp ) );dp[0][0] = 0;scanf( "%lld %lld", &n, &K );for( int i = 1;i <= n;i ++ )scanf( "%lld", &a[i] );for( k = 1;k <= K;k ++ ) solve( 1, n, 0, n - 1 );//决策点i表示[j,i]为一个子段,[i+1,k]为一个子段//所以决策点范围是[0,n-1]而不是[1,n]printf( "%lld\n", dp[n][K] );return 0;
}