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专栏地址:洛谷千题详解
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题目描述
小渊和小轩是好朋友也是同班同学,他们在一起总有谈不完的话题。一次素质拓展活动中,班上同学安排坐成一个 m 行 n 列的矩阵,而小渊和小轩被安排在矩阵对角线的两端,因此,他们就无法直接交谈了。幸运的是,他们可以通过传纸条来进行交流。纸条要经由许多同学传到对方手里,小渊坐在矩阵的左上角,坐标 (1,1),小轩坐在矩阵的右下角,坐标 (m,n)。从小渊传到小轩的纸条只可以向下或者向右传递,从小轩传给小渊的纸条只可以向上或者向左传递。
在活动进行中,小渊希望给小轩传递一张纸条,同时希望小轩给他回复。班里每个同学都可以帮他们传递,但只会帮他们一次,也就是说如果此人在小渊递给小轩纸条的时候帮忙,那么在小轩递给小渊的时候就不会再帮忙。反之亦然。
还有一件事情需要注意,全班每个同学愿意帮忙的好感度有高有低(注意:小渊和小轩的好心程度没有定义,输入时用 0 表示),可以用一个 [0,100]内的自然数来表示,数越大表示越好心。小渊和小轩希望尽可能找好心程度高的同学来帮忙传纸条,即找到来回两条传递路径,使得这两条路径上同学的好心程度之和最大。现在,请你帮助小渊和小轩找到这样的两条路径。
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输入格式
第一行有两个用空格隔开的整数 m 和 n,表示班里有 m 行 n 列。
接下来的 m 行是一个 m×n 的矩阵,矩阵中第i 行 j 列的整数表示坐在第 i 行 j 列的学生的好心程度。每行的 n 个整数之间用空格隔开。
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输出格式
输出文件共一行一个整数,表示来回两条路上参与传递纸条的学生的好心程度之和的最大值。
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输入输出样例
输入 #1
3 3 0 3 9 2 8 5 5 7 0
输出 #1
34
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解析:
其实是一个很简单的棋盘形dp,我能想到的有两种做法。
第一种做法是四维dp,这也是最好想的,设f[i][j][k][l]为从小渊传到小轩的纸条到达(i,j),从小轩传给小渊的纸条到达(k,l)的路径上取得的最大的好心程度和。
完全可以换一个思路想,即求从给定的起点出发走到指定位置的两条最短严格不相交路线。
那么特别显然,转移方程是 f[i][j][k][l]=max( f[i][j-1][k-1][l] , f[i-1][j][k][l-1] , f[i][j-1][k][l-1] , f[i-1][j][k-1][l] )+a[i][j]+a[k][l]。
要小心l的枚举范围,应该是从j+1到m,只有这样,在枚举第二条路的时候可以控制下标的l不会和j有相等的可能,这样可以保证两条路一定不相交(想一想,为什么)
由于终点的值是0,所以目标状态就是f[n][m-1][n-1][m]。
如果你不想这样做,那就让l直接从1枚举,但需要加一个判断,判断当前的(i,j)和(k,l)是不是重合了,如果重合那就把f数组对应的这个地方在转移后减掉一个a[i][j]或者a[k][l]。
原数据比较弱,这个算法时间复杂度是O(n^2 * m^2)的,所以可以过。
第二种做法为三维dp,如果这道题数据被加强了一点,那就应该用这个方法。
仔细观察,我们不难发现一个规律,对于每次转移,这两位同学的纸条走的步数总是相等的,也就是应该总有i+j = k+l = step,我们从这里考虑入手,简化一下那个方程。
我们枚举走的步数,同时枚举第一个人和第二个人的横坐标或者纵坐标,对,只枚举一个就好,另一个可以算出来。
我枚举的是横坐标。
但这样做第一维(也就是枚举步数那一维)要开两倍大小(步数最大有n+m-1),并且需要加入判断重合操作。
优化之后速度比上一个快很多,它的时间复杂度是O(n^2*(n+m)).
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C++源码:
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#define maxn 55
using namespace std;
int f[2 * maxn][maxn][maxn];
int a[maxn][maxn];
int n,m;
int max_ele(int a,int b,int c,int d){
if (b>a)
a = b;
if (c>a)
a = c;
if (d>a)
a = d;
return a;
}
int main(){
cin >> n >> m;
for (int i=1;i<=n;i++)
for (int j=1;j<=m;j++)
cin >> a[i][j];
for (int k=1;k<=n+m-1;k++)
for (int i=1;i<=n;i++)
for (int j=1;j<=n;j++){
if (k-i+1<1 || k-j+1<1) //这里是判断纵坐标的合法性,如果纵坐标不合法那就跳过去
continue;
f[k][i][j] = max_ele(f[k-1][i][j],f[k-1][i-1][j-1],f[k-1][i][j-1],f[k-1][i-1][j]) + a[i][k-i+1] + a[j][k-j+1];
if (i==j) //判断重合路径
f[k][i][j]-=a[i][k-i+1];
}
cout << f[n+m-1][n][n] << endl;
return 0;
}
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Java源码:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args)
{ Scanner sc=new Scanner(System.in);
int m=sc.nextInt();
int n=sc.nextInt();
int[][] room=new int[m+1][n+1];///存放每位同学的好感度
int[][][][] dp=new int[m+1][n+1][m+1][n+1];
for(int i=1;i<=m;i++)//二维数组初始化(且不用数组[0][0])
{
for(int j=1;j<=n;j++)
room[i][j] = sc.nextInt();
}
for(int x1=1;x1<=m;x1++){
for(int y1=1;y1<=n;y1++){
for(int x2=1;x2<=m;x2++){
for(int y2=1;y2<=n;y2++){
//两个位置相遇了则跳过本次循环
if((x1<m||y1<n)&&x1==x2&&y1==y2)
continue;
//相当于从起点到终点找两条无重复路径且距离和最大的路径!!
//比较线路1的前一步值
int compare1=Math.max(dp[x1-1][y1][x2-1][y2],dp[x1-1][y1][x2][y2-1]);//room[x2][y2]在变化
//比较线路2的前一步值
int compare2=Math.max(dp[x1][y1-1][x2-1][y2],dp[x1][y1-1][x2][y2-1]);//room[x1][y1]在变化
//更新最大值
//在上一个最大值的基础上,再添加两个点的好感度。也就是每次循环都有两个点(一来一回一起计算)
dp[x1][y1][x2][y2]=Math.max(compare1,compare2)+room[x1][y1]+room[x2][y2];
}
}
}
}
System.out.println(dp[m][n][m][n]);
}
}
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Python源码:
while True:
try:
m,n = map(int,input().split())
s = []
for i in range(m):
s.append(list(map(int,input().split()))) #完成输入
dp = [[[[0 for j in range(n+1)]for i in range(m+1)]for y in range(n+1)]for x in range(m+1)]
for i in range(1,m+1):
for j in range(1,n+1):
for x in range(1,m+1):
for y in range(1,n+1):
dp[i][j][x][y] = max(dp[i - 1][j][x - 1][y], dp[i][j - 1][x - 1][y], dp[i - 1][j][x][y - 1],dp[i][j - 1][x][y - 1]) + s[i-1][j-1] + s[x-1][y-1]
if i == x and j == y:
dp[i][j][x][y] -= s[i-1][j-1]
print(dp[m][n][m][n])
except:
break
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