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动态规划 - 分橘子

时间:2015-12-12 21:44:39      阅读:229      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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问题

有一堆柑橘,重量为 0 到 2000,总重量不大于 2000。要求我们从中取出两堆放在扁担的两头且两头的重量相等,问符合条件的每堆重量最大为多少。没有符合条件的分堆方式则输出-1。

测试用例

1
5
1 2 3 4 5

输出

Case 1: 7

分析

假设dp[i][j]表示前i个橘子被选择后,第一堆比第二堆重j时,两堆的最大总重量和。由此可以推出状态转移方程:

  1. dp[0][0] = 0; 两堆的最大总重量为0
  2. dp[0][j]为负无穷,即其它状态都不存在。(j !=0)
  3. dp[i][j] = max{dp[i-1][j - list[i]] + list[i],dp[i-1][j+list[i]]+list[i],dp[i-1][j]}

对于公式-3的解释:对于第i个柑橘有三种情况:加入到第一堆或者第二堆或者两堆都不加入,list[i]指其重量,三种情况会产生对dp[i][j]不同的影响。第一堆与第二堆的重量差增大list[i]或减小list[i]或不变。

可能有点不好理解,好,下面详细解释一下这三种情况:

我们知道在放第i个橘子之前的状态是dp[i-1][x](x表示第一堆比第二堆重x),假设我们将list[i]放到第一堆中,那么有x+list[i] = j,所以可得x=j-list[i];假如将list[i]放到第二堆中,那么有 x1 - (x2+list[i]) = j,其中x1,x2是i-1状态下第一堆和第二堆的重量,那么x = x1 - x2,可以推出x=j+list[i]。

因为dp[i][j]表示的是前i个橘子被选择后,第一堆比第二堆重j时,两堆最大重量之和。所以最后的结果可以由dp[n][0]/2求得。

关于对上面的解释,我的分析和参考代码中的注释分析不同,感觉自己的分析的也有道理。请看到的同志帮忙解释一下,多谢!

下面给出参考代码。

#include <stdio.h>
#define OFFSET 2000 
//因为柑橘重量差存在负数的情况,即第一堆比第二堆轻,所以在计算重量差对应的数组下标时加上该偏移值, 使每个重量差对应合法的数组下标
int dp[101][4001]; //保存状态
int list[101]; //保存柑橘数量
#define INF 0x7fffffff //无穷
int main() {
    int T;
    int cas = 0; //处理的Case数,以便输出
    scanf("%d", &T); //输入要处理的数据组数
    while (T-- != 0) { //T次循环
        int n;
        scanf("%d", &n);
        bool HaveZero = false; //统计是否存在重量为0的柑橘
        int cnt = 0; //计数器,记录共有多少个重量非零的柑橘
        for (int i = 1; i <= n; i++) { //输入n个柑橘重量
            scanf("%d", &list[++cnt]);
            if (list[cnt] == 0) { //若当前输入柑橘重量为0
                cnt--; //去除这个柑橘
                HaveZero = true; //并记录存在重量为0的柑橘
            }
        }
        n = cnt;
        for (int i = -2000; i <= 2000; i++) {
            dp[0][i + OFFSET] = -INF;
        } //初始化,所有dp[0][i]为负无穷。注意要对重量差加上OFFSET后读取或调用
        dp[0][0 + OFFSET] = 0; //dp[0][0]为0
        for (int i = 1; i <= n; i++) { //遍历每个柑橘
            for (int j = -2000; j <= 2000; j++) {//遍历每种可能的重量差
                int tmp1 = -INF, tmp2 = -INF; //分别记录当前柑橘放在第一堆或第二堆时转移得来的新值, 若无法转移则为 - INF
                if (j + list[i] <= 2000 && dp[i - 1][j + list[i] + OFFSET] != -INF) { //当状态可以由放在第一堆转移而来时
                    tmp1 = dp[i - 1][j + list[i] + OFFSET] + list[i]; //记录转移值
                }
                if (j - list[i] >= -2000 && dp[i - 1][j - list[i] + OFFSET] != -INF) { //当状态可以由放在第二堆转移而来时
                    tmp2 = dp[i - 1][j - list[i] + OFFSET] + list[i]; //记录该转移值
                }
                if (tmp1 < tmp2) {
                    tmp1 = tmp2;
                } //取两者中较大的那个,保存至tmp1
                if (tmp1 < dp[i - 1][j + OFFSET]) { //将tmp1与当前柑橘不放入任何堆即状态差不发生改变的原状态值比较,取较大的值保存至tmp1
                        tmp1 = dp[i - 1][j + OFFSET];
                }
                dp[i][j + OFFSET] = tmp1; //当前值状态保存为三个转移来源转移得到的新值中最大的那个
            }
        }
        printf("Case %d: ", ++cas);//按题目输出要求输出
        if (dp[n][0 + OFFSET] == 0) { //dp[n][0]为0
            puts(HaveZero == true ? "0" : "-1");//根据是否存在重量为0的柑橘输出0或 - 1
        }
        else printf("%d\n", dp[n][0 + OFFSET] / 2); //否则输出dp[n][0] / 2
    }
    return 0;
}

动态规划 - 分橘子

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原文地址:http://www.cnblogs.com/tgycoder/p/5041759.html

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