石子合并(算法竞赛进阶指南)
设有 N 堆石子排成一排,其编号为 1,2,3,…,N。
每堆石子有一定的质量,可以用一个整数来描述,现在要将这 N 堆石子合并成为一堆。
每次只能合并相邻的两堆,合并的代价为这两堆石子的质量之和,合并后与这两堆石子相邻的石子将和新堆相邻,合并时由于选择的顺序不同,合并的总代价也不相同。
例如有 4 堆石子分别为 1 3 5 2, 我们可以先合并 1、2 堆,代价为 4,得到 4 5 2, 又合并 1,2 堆,代价为 9,得到 9 2 ,再合并得到 11,总代价为 4+9+11=24;
如果第二步是先合并 2,3 堆,则代价为 7,得到 4 7,最后一次合并代价为 11,总代价为 4+7+11=22。
问题是:找出一种合理的方法,使总的代价最小,输出最小代价。
输入格式
第一行一个数 N 表示石子的堆数 N。
第二行 N 个数,表示每堆石子的质量(均不超过 1000)。
输出格式
输出一个整数,表示最小代价。
数据范围
1≤N≤300
输入样例:
4
1 3 5 2
输出样例:
22
这道题有明显的转移趋势。我们需要维护的是一个区间的某个属性。
区间DP的特点:
1.状态确立时往往表示为(f[i][j])从第i个到第j个中**的值最大(最小)
2.状态转移往往都是,f[i][j] = f[i + 1][j] + w[i],f[i][j] = f[i][j - 1] + w[j].
在本题中:
1.状态确立
f[i][j]表示合并从i到j石子的最小代价。
2.状态转移
f[i][j] = min(f[i][k] + f[k + 1][j] + w[i][j],f[i][j])
3.注意事项
1.在本题中,w[i][j]用前缀和表示:s[j] - s[i - 1].
2.区间DP的枚举要注意顺序。我们要确立这个区间的长度,其次是区间的起点,而后区间的重点自然可以用i + len - 1得出。因为我们在状态转移的过程中,区间长度大的状态往往用区间长度小的状态更新(比如本题),所以我们枚举时,区间的长度是第一要素。
3.当len = 1时,即i = j 时,我们一般进行初始化。
代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 301;
int n;
long long f[N][N],s[N];
int m[N];
int main()
{
cin >> n;
for(int i = 1;i <= n;i ++)
{
int w;
cin >> w;
s[i] = s[i - 1] + w;
}
memset(f,0x3f,sizeof f);
for(int len = 1;len <= n;len ++)
for(int i = 1;i + len - 1 <= n;i ++)
{
int j = i + len - 1;
if(len == 1)
{
f[i][j] = 0;
continue;
}
for(int k = i;k < j;k ++)//k必须从i开始而不是i + 1
{
f[i][j] = min(f[i][k] + f[k + 1][j] + s[j] - s[i - 1],f[i][j]);
}
}
cout << f[1][n];
return 0;
}