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题意:n种零件,m个位置,每个位置有一种零件。求一个位置x,使得cost(1)+cost(2)+…+cost(n)最小。cost(i)表示x到最近的i类型零件的距离的平方。
思路:我们最后的最优答案一定从所有m个位置中选出了n个使得每种零件恰有一个。设第i种零件的所有位置集合是Si,Si的大小是Ci
我们可以直接枚举最后选出的第i种零件是哪一个,一旦确定了这n个零件。那么最优位置是哪里呢?我们设这n个位置是x1,x2,……xn,那么
不过这样的复杂度是
貌似有点大。我们换个思路。我们首先选取每个零件位置最小的那个,这样我们可以得到一个初始解。这个初始解很可能不是最优解。那么我们如何得到最优解?我们可以尝试每次从这个初始解中选出一个类型的零件,被该类型的另一个零件替换。那该如何选取呢?
我们将第i种类型的零件按照位置升序排序。将所有类型零件的第x个被第x+1个替换,称作一次操作,我们将所有这样的操作放在一起,每个操作用一个三元组表示:
我们将所有这些操作按照pre+next升序排序。我们下面证明:按照这个排序完的顺序依次替换一定能找到最优值。
(1)假设某一次,将某种零件的位置换了,不妨设为第一种零件,替换前的位置为A1,替换后的位置为B1。如果最优解中是B1,那么这次操作固然合理,因为我们向最优解靠近了一步;
(2)假设最优解中是A1,那么坏了,我们这样操作已经偏离了最优解。我们证明,如果到目前最优解还没找到,那么这种情况不存在,也就是最优解中不可能是A1。
假设是A1,那么也就是说在替换了其他的一些类型之后达到最优解。其他一些类型不好说,我们就假设替换了其他某一个类型后达到最优解,我们不妨设替换了第二种类型的零件,设替换前是A2,替换后是B2。在这里,我们有以下前提成立:
因为我们是准备替换第一种类型的。按照我们排序的标准有以上式子成立。
由于最后答案中的最优解是A1,而不是B1,那么有以下成立:令$X=\sum_{i=3}^{n}A_{i}^{2},Y=\sum_{i=3}^{n}A_{i}$
$(A_{1}^{2}+B_{2}^{2}+X)-\frac{(A_{1}+B_{2}+Y)^{2}}{n}<(B_{1}^{2}+B_{2}^{2}+X)-\frac{(B_{1}+B_{2}+Y)^{2}}{n}$
化简得到$A_{1}+B_{1}>\frac{A_{1}+B_{1}+2B_{2}+2Y}{n}$
同理B2优于A2,那么有
$(A_{1}^{2}+B_{2}^{2}+X)-\frac{(A_{1}+B_{2}+Y)^{2}}{n}\leq (A_{1}^{2}+A_{2}^{2}+X)-\frac{(A_{1}+A_{2}+Y)^{2}}{n}$
化简得到$A_{2}+B_{2}\leq \frac{A_{2}+B_{2}+2A_{1}+2Y}{n}$
由于$(A_{1}+B_{1}+2B_{2}+2Y)-(A_{2}+B_{2}+2A_{1}+2Y)=(B_{1}+B_{2})-(A_{1}+A_{2})>0$,所以$A_{2}+B_{2}\leq \frac{A_{2}+B_{2}+2A_{1}+2Y}{n}<\frac{A_{1}+B_{1}+2B_{2}+2Y}{n}<A_{1}+B_{1}$
即$A_{2}+B_{2}<A_{1}+B_{1}$
与前提矛盾。因此这种情况不存在。
因此我们得到算法:
const int N=100005;int n,m;vector V[N];struct node{ int x1,x2,x; node(int _x1=0,int _x2=0,int _x=0) { x1=_x1; x2=_x2; x=_x; }};vectorA;int cmp(node a,node b){ return a.x