usaco 土地并购 && hdu 玩具装箱

土地并购：

Description

约翰准备扩大他的农场，眼前他正在考虑购买N块长方形的土地。如果约翰单买一块土地，价格就是土地的面积。但他可以选择并购一组土地，并购的价格为这些土地中最大的长乘以最大的宽。比如约翰并购一块3 × 5和一块5 × 3的土地，他只需要支付5 × 5 = 25元，比单买合算。

约翰希望买下所有的土地。他发现，将这些土地分成不同的小组来并购可以节省经费。给定每份土地的尺寸，请你帮助他计算购买所有土地所需的最小费用。

Input Format

第一行：一个整数：N，1 ≤ N ≤ 50000

第二行到第M + 1行：第i + 1行有两个整数，分别代表第i块土地的长度Hi和宽度Wi，1 ≤ Hi,Wi ≤ 10⁶

Output Format

第一行：购买所有土地所需的最小费用

----------------------------------------------------------------

预处理：

     将 x 从小到大排序

     显然对于 xj < xi 且 yj<xi 时，这个 j 就是无用

     将这样的点删除后，x 递增 ，y递减

考虑DP方程：

        状态 ：f[i] 买前 i 个土地的最少价值。

        转移 ：f[i] = min( f[j-1] + x[i] * y[j] ) （1<= j <= i ）    

考虑优化：

       设存在决策 j ，k 当 j 决策优于 k 决策时 

       也就是 ： f[j-1] + x[i] * y[j] < f[k-1]+x[i] * y[k]

       进行一个简单的变化 ：

               f[j-1] - f[k-1] < x[i] * (y[k] - y[j] )

       假设 y[k] - y[j] > 0  ，也就是 k < j

               (f[j-1] - f[k-1])  /  (y[k] - y[j]) < x[i] 

       设点  J ( -y[j] , f[j-1] ) , K(-y[k] , f[k-1])

       也就是 对于横坐标 J > K 时，如果JK连线的斜率小于 x[i]  时 j 决策优于 k 决策

       对于 J 仅保留在 J 前与 J 构成斜率最大的点即可，

       在维护上述条件时，如果存在 i < j < k 且 斜率 K_ij > K_jk  则 j 就不可能是最优决策

       证明 ：在 j 成为当前决策时 ， k 显然会比 j 决策优 ！

       Ps.其实就是维护一个下凸壳- =

       有了上述这个性质，通过二分求答案即可 O( n logn );

       又注意到 x 是 递增的 ，所以可以增加一个弹队头的操作(感谢Lazycal大神指导)

        Dp复杂度为O( n )!

  代码如下：

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<string>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<iostream>
#define INF 999999999999
#define LL long long
#define N 1000010
//using namespace std ;
struct P{
    LL x,y;
    P(const LL b=0,const LL c=0) : x(b),y(c){}  
}map[N],q[N];
bool cmp(const P &a,const P &b){
    return a.x<b.x||(a.x==b.x&&a.y<b.y);
}
int top,head,n,next[N];
LL f[N];
inline LL cross(P a, P b,P c){
    return (b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(c.x-a.x)*(b.y-a.y);
}
void addpoint(P now){
    while(top-1>0&&cross(q[top-1],q[top],now)<=0) --top;
    q[++top]=now;
}
int main(){
    freopen("xx.in","r",stdin);
    freopen("xx.out","w",stdout);
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%I64d%I64d",&map[i].x,&map[i].y);
    std :: sort(map+1,map+1+n,cmp);
    int last=n;
    for(int i=n-1;i;i--){
        if(map[i].y<=map[last].y) continue ;
        next[i]=last;
        last=i;
    }
    int b;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    if(next[i]){ 
       b=i; 
       break;
    }
    head=1;
    for(int last=0,i=b; i ;last=i,i=next[i]){
        addpoint(P(-map[i].y,f[last]));
               // 二分做法 -->
        /*int l=1,r=top,temp=0;
        while(l<=r){
            int mid=(l+r)>>1;
            if(mid==1||q[mid].y-q[mid-1].y<=map[i].x*(q[mid].x-q[mid-1].x)){
                temp=mid;
                l=mid+1;
            } else r=mid-1; 
        }
        f[i]=q[temp].y+map[i].x*(-q[temp].x);*/
               // 最优解->
        while(head<top&&q[head+1].y-q[head].y<=map[i].x*(q[head+1].x-q[head].x)) ++head; 
         f[i]=q[head].y+map[i].x*(-q[head].x);
    }
    printf("%I64d",f[n]);
}

-------------------------------------------------------------------------

玩具装箱：

Description

P教授要去看奥运，但是他舍不下他的玩具，于是他决定把所有的玩具运到北京。他使用自己的压缩器进行压缩，其可以将任意物品变成一堆，再放到一种特殊的一维容器中。P教授有编号为1...N的N件玩具，第i件玩具经过压缩后变成一维长度为Ci.为了方便整理，P教授要求在一个一维容器中的玩具编号是连续的。同时如果一个一维容器中有多个玩具，那么两件玩具之间要加入一个单位长度的填充物，形式地说如果将第i件玩具到第j个玩具放到一个容器中，那么容器的长度将为 x=j-i+Sigma(Ck) i<=K<=j 制作容器的费用与容器的长度有关，根据教授研究，如果容器长度为x,其制作费用为(X-L)^2.其中L是一个常量。P教授不关心容器的数目，他可以制作出任意长度的容器，甚至超过L。但他希望费用最小.

Input

第一行输入两个整数N，L.接下来N行输入Ci.1<=N<=50000,1<=L,Ci<=10^7

Output

输出最小费用

 ---------------------------------------------------------------------------

 和上题基本一样，也是斜率优化

预处理 g[i]=∑(ci+1） 

Dp方程： f[i]=f[j]+(g[i]-g[j]-1-L)^2

设 g[i]-1-L 为 常数 K

简单的展开可得：

   f[i]=K^2+f[j]+sum[j]^2-2*K*sum[j]

当 j 优于 k 时

   K^2+f[j]+sum[j]^2-2*K*sum[j]<K^2+f[k]+sum[k]^2-2*K*sum[k]

设 y[a]=f[a]+sum[a]^2 , x[a]=sum[j]  化简可得 :

    y[j]-y[k]<2*k(x[j]-x[k])

假设 j>k 则 x[j]>x[k]

    当 y[j]-y[k]/x[j]-x[k]< 2*k 时 j 优于 k 

然后就真的和上题一样了 - = 

Ps. 感谢大胖, 小胖 , lazycal等大神指导

代码如下：

#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<iostream>
#include<queue>
#define INF 99999999
#define LL long long
#define N 100010
//using namespace std;
LL L,tail,head,n,g[N],f[N];
struct P{
    LL x,y;
    P (const LL X=0,const LL Y=0): x(X),y(Y){}
}q[N];
inline LL cross(P a,P b,P c){
    return (b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(c.x-a.x)*(b.y-a.y);
}
void addpoint(P now){
    while(tail>1&&cross(q[tail-1],q[tail],now)<=0) --tail;
    head=std::min(head,tail);
    q[++tail]=now;
}
int main(){
    scanf("%lld%lld",&n,&L);
    for(LL l,i=1;i<=n;i++){
        scanf("%lld",&l);
        g[i]=g[i-1]+l+1;
    }
    head=1;
    tail=0;
    for(LL k,i=1;i<=n;i++){
        addpoint(P(g[i-1],f[i-1]+g[i-1]*g[i-1]));
        k=g[i]-1-L;
        while(head<tail&&q[head+1].y-q[head].y<=2*k*(q[head+1].x-q[head].x)) ++head;
         f[i]=q[head].y-2*k*q[head].x+k*k;
    }
    printf("%lld",f[n]);
}