虽然只有1道题,但是含金量还是够够di
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- 题目
- 题解
- 代码实现
题目
题解
我们直接对答案输出格式进行处理:设第 iii 天走的路程为 aia_iai,总路程为 S=∑i=1nleniS=\sum_{i=1}^nlen_iS=∑i=1nleni,那么 v=∑i=1m(ai−Sm)2mv=∑_{i=1}^m\frac{(a_i-\frac{S}{m})^2}{m}v=∑i=1mm(ai−mS)2
因为输出要乘以m2m^2m2,就变成了 ∑i=1m(ai−Sm)2∗m∑_{i=1}^m(a_i-\frac{S}{m})^2*m∑i=1m(ai−mS)2∗m
将求和 sigmasigmasigma 拆开,得到 m∗(∑i=1mai−∑i=1m2∗ai∗Sm+∑i=1mS2m2)m*\Big(∑_{i=1}^ma_i-\frac{∑_{i=1}^m2*a_i*S}{m}+∑_{i=1}^m\frac{S^2}{m^2}\Big)m∗(∑i=1mai−m∑i=1m2∗ai∗S+∑i=1mm2S2)
再把 mmm 丢进去,成为 m∗∑i=1mai−∑i=1m2∗ai∗S+∑i=1mS2mm*∑_{i=1}^ma_i-∑_{i=1}^m2*a_i*S+∑_{i=1}^m\frac{S^2}{m}m∗∑i=1mai−∑i=1m2∗ai∗S+∑i=1mmS2
上述式子就变了:m∗∑i=1mai−2∗S∗S+m∗S2mm*∑_{i=1}^ma_i-2*S*S+m*\frac{S^2}{m}m∗∑i=1mai−2∗S∗S+m∗mS2
化简得,需要我们求 m∗∑i=1mai2−S2m*∑_{i=1}^ma_i^2-S^2m∗∑i=1mai2−S2
因为 mmm 和 SSS 都是已知的,要求出最小答案,即需要我们求得 ∑i=1mai2∑_{i=1}^ma_i^2∑i=1mai2 最小即可
我们要使得这个和最小,可以设 dp[j][i]dp[j][i]dp[j][i] 表示 j 天走了 i 段路的最优方案
则有,dp[j][i]=min{dp[j−1][k]+(s[i]−s[k])2}(k∈[1,i−1]dp[j][i]=\min\Big\{dp[j-1][k]+(s[i]-s[k])^2\Big\}(k∈[1,i-1]dp[j][i]=min{dp[j−1][k]+(s[i]−s[k])2}(k∈[1,i−1],其中 sis_isi 表示前 iii 段路的前缀和。
这样,我们就可以直接对答案进行 DPDPDP,时间复杂度为 O(nm2)O(nm^2)O(nm2)
但是很显然,这样是不能把分拿满的。考虑优化。
对于这个式子,很显然,它的第一维是可以滚动的:我们设 g(i)=dp[j−1][i]g(i)=dp[j-1][i]g(i)=dp[j−1][i]
对于 iii 为 aaa 和 iii 为 bbb 两个点,若 aaa 比 bbb 优,则
g(a)+(si−sa)2<g(b)+(si−sb)2g(a)+(s_i-s_a)^2 < g(b)+(s_i-s_b)^2g(a)+(si−sa)2<g(b)+(si−sb)2
⇒g(a)+sa2−2∗si∗sa<g(b)+sb2−2∗si∗sb\Rightarrow g(a)+s_a^2-2*s_i*s_a < g(b)+s_b^2-2*s_i*s_b⇒g(a)+sa2−2∗si∗sa<g(b)+sb2−2∗si∗sb
⇒(g(a)+sa2)−(g(b)+sb2)sa−sb<2∗si\Rightarrow \frac{(g(a)+s_a^2)-(g(b)+s_b^2)}{s_a-s_b}<2*s_i⇒sa−sb(g(a)+sa2)−(g(b)+sb2)<2∗si 【这一步成立的前提是因为 sss 是单调的】
可以发现,左边是一个斜率式子。
斜率优化 dpdpdp 即可。
代码实现
#include <cstdio>
#include <cstring>
#define MAXN 3005
int n, m, len;
int dp[MAXN][MAXN];
int s[MAXN], deq[MAXN * MAXN];int Find_y ( int u, int v, int j ) {int first = dp[j - 1][u] + s[u] * s[u];int second = dp[j - 1][v] + s[v] * s[v];return first - second;
}
int Find_x ( int u, int v ) {return s[u] - s[v];
}int main() {scanf ( "%d %d", &n, &m );for ( int i = 1;i <= n;i ++ ) {scanf ( "%d", &len );s[i] = s[i - 1] + len;}for ( int i = 1;i <= n;i ++ )dp[1][i] = s[i] * s[i];for ( int j = 2;j <= m;j ++ ) {int head = 1, tail = 0;for ( int i = 1;i <= n;i ++ ) {while ( head < tail && Find_y ( deq[head], deq[head + 1], j ) > 2 * s[i] * Find_x ( deq[head], deq[head + 1] ) )head ++;dp[j][i] = dp[j - 1][deq[head]] + s[i] * s[i] - 2 * s[i] * s[deq[head]] + s[deq[head]] * s[deq[head]];while ( head < tail && Find_y ( deq[tail], deq[tail - 1], j ) * Find_x ( i, deq[tail] ) > Find_y ( i, deq[tail], j ) * Find_x ( deq[tail], deq[tail - 1] ) )tail --;deq[++ tail] = i;}}printf ( "%d", m * dp[m][n] - s[n] * s[n] );return 0;
}