POJ 1015 Jury Compromise
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Description
Based on the grades of the two parties, the judge selects the jury. In order to ensure a fair trial, the tendencies of the jury to favour either defence or prosecution should be as balanced as possible. The jury therefore has to be chosen in a way that is satisfactory to both parties. We will now make this more precise: given a pool of n potential jurors and two values di (the defence's value) and pi (the prosecution's value) for each potential juror i, you are to select a jury of m persons. If J is a subset of {1,..., n} with m elements, then D(J ) = sum(dk) k belong to J and P(J) = sum(pk) k belong to J are the total values of this jury for defence and prosecution. For an optimal jury J , the value |D(J) - P(J)| must be minimal. If there are several jurys with minimal |D(J) - P(J)|, one which maximizes D(J) + P(J) should be selected since the jury should be as ideal as possible for both parties. You are to write a program that implements this jury selection process and chooses an optimal jury given a set of candidates.
Input
Output
Sample Input
4 2 1 2 2 3 4 1 6 2 0 0
Sample Output
Jury #1 Best jury has value 6 for prosecution and value 4 for defence: 2 3
Hint
Source
(转)
大致题意:
在遥远的国家佛罗布尼亚,嫌犯是否有罪,须由陪审团决定。陪审团是由法官从公众中挑选的。先随机挑选n 个人作为陪审团的候选人,然后再从这n 个人中选m 人组成陪审团。选m 人的办法是:控方和辩方会根据对候选人的喜欢程度,给所有候选人打分,分值从0 到20。为了公平起见,法官选出陪审团的原则是:选出的m 个人,必须满足辩方总分D和控方总分P的差的绝对值|D-P|最小。如果有多种选择方案的|D-P| 值相同,那么选辩控双方总分之和D+P最大的方案即可。
输出:
选取符合条件的最优m个候选人后,要求输出这m个人的辩方总值D和控方总值P,并升序输出他们的编号。
解题思路:
动态规划。
为叙述问题方便,现将任一选择方案中,辩方总分和控方总分之差简称为“辩控差”,辩方总分和控方总分之和称为“辩控和”。第i 个候选人的辩方总分和控方总分之差记为V(i),辩方总分和控方总分之和记为S(i)。
现用dp(j, k)表示,取j 个候选人,使其辩控差为k 的所有方案中,辩控和最大的那个方案(该方案称为“方案dp(j, k)”)的辩控和。
并且,我们还规定,如果没法选j 个人,使其辩控差为k,那么dp(j, k)的值就为-1,也称方案dp(j, k)不可行。本题是要求选出m 个人,那么,如果对k 的所有可能的取值,求出了所有的dp(m, k) (-20×m≤ k ≤ 20×m),那么陪审团方案自然就很容易找到了。 问题的关键是建立递推关系。需要从哪些已知条件出发,才能求出dp(j, k)呢?显然,方案dp(j, k)是由某个可行的方案dp(j-1, x)( -20×m ≤ x ≤ 20×m)演化而来的。
可行方案dp(j-1, x)能演化成方案dp(j, k)的必要条件是:存在某个候选人i,i 在方案dp(j-1, x)中没有被选上,且x+V(i) = k。在所有满足该必要条件的dp(j-1, x)中,选出 dp(j-1, x) + S(i) 的值最大的那个,那么方案dp(j-1, x)再加上候选人i,就演变成了方案 dp(j, k)。
这中间需要将一个方案都选了哪些人都记录下来。不妨将方案dp(j, k)中最后选的那个候选人的编号,记在二维数组的元素path[j][k]中。那么方案dp(j, k)的倒数第二个人选的编号,就是path[j-1][k-V[path[j][k]]]。假定最后算出了解方案的辩控差是k,那么从path[m][k]出发,就能顺藤摸瓜一步步回溯求出所有被选中的候选人。
初始条件,只能确定dp(0, 0) = 0,其他均为-1。由此出发,一步步自底向上递推,就能求出所有的可行方案dp(m, k)( -20×m ≤ k ≤ 20×m)。实际解题的时候,会用一个二维数组dp 来存放dp(j, k)的值。而且,由于题目中辩控差的值k 可以为负数,而程序中数租下标不能为负数,所以,在程序中不妨将辩控差的值都加上修正值fix=400,以免下标为负数导致出错。
为什么base=400?这是很显然的,m上限为20人,当20人的d均为0,p均为20时,会出现辨控差为-400。修正后回避下标负数问题,区间整体平移,从[-400,400]映射到[0,800]。
此时初始条件修正为dp(0, base) = 0,其他均为-1。
DP后,从第m行的dp(m, base)开始往两边搜索最小|D-P| 即可,第一个不为dp[m][k]!=-1的位置k就是最小|D-P|的所在。
最后就是求m个人的D和P,由于D+P = dp(m, |D-P| ) ,|D-P|已知。
那么D= (D+P + |D-P| )/2 , P=(D+P-|D-P| ) / 2
计算D和P时注意修正值base
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> using namespace std; int n,m,dp[25][810]; //dp(i, j)表示,取i个候选人,使其辩控差为j的所有方案中,辩控和最大的那个方案的辩控和 int p[210],d[210],s[210],v[210]; int mark[25][810]; //mark[i][j]标记选出来的人的id bool isSelect(int i,int j,int k){ //判断第k个人是否已被选择 while(i>0 && k!=mark[i][j]){ j-=v[mark[i][j]]; i--; } return i; } int main(){ //freopen("input.txt","r",stdin); int cases=0; while(~scanf("%d%d",&n,&m)){ if(n==0 && m==0) break; for(int i=1;i<=n;i++){ scanf("%d%d",&p[i],&d[i]); s[i]=p[i]+d[i]; //辨控和 v[i]=p[i]-d[i]; //辨控差 } memset(dp,-1,sizeof(dp)); memset(mark,0,sizeof(mark)); int base=20*m; dp[0][base]=0; //相当于dp[0][0],只不过这里为了数组的下标值>0,所以偏移了base个值 for(int i=1;i<=m;i++) for(int j=0;j<=2*base;j++) if(dp[i-1][j]!=-1) for(int k=1;k<=n;k++) if(!isSelect(i-1,j,k) && dp[i][j+v[k]]<dp[i-1][j]+s[k]){ dp[i][j+v[k]]=dp[i-1][j]+s[k]; mark[i][j+v[k]]=k; } int j; for(j=0;j<=base;j++) if(dp[m][base-j]!=-1 || dp[m][base+j]!=-1) break; int div=dp[m][base-j]>dp[m][base+j]?base-j:base+j; int pp=(dp[m][div]+(div-base))/2; //pp+dd=dp[m][div] int dd=(dp[m][div]-(div-base))/2; //pp-dd=div-base, 两式相加相减即可 printf("Jury #%d\n",++cases); printf("Best jury has value %d for prosecution and value %d for defence:\n",pp,dd); int res[25]; for(int i=0,j=m,k=div;i<m;i++){ //回溯得到被选的人的id res[i]=mark[j][k]; k-=v[mark[j][k]]; j--; } sort(res,res+m); for(int i=0;i<m;i++) printf(" %d",res[i]); printf("\n\n"); } return 0; }