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  • DAG模型——嵌套矩阵

      有向无环图上的动态规划是学习动态规划的基础,很多问题都可以转化为DAG上的最长路、最短路或路径计数问题。

    嵌套矩阵

      有n个矩阵,每个矩阵可以用两个整数a,b描述,表示它的长和宽。矩阵X(a,b)可以嵌套在矩阵Y(c,d)中当且仅当a<c,b<d,或者b<c,a<d(相当于把矩阵X旋转90)例如(1,5)可以嵌套在(6,2)内,但不能嵌套在(3,4)内。你的任务是选出尽量多的矩阵排成一行,使得除了最后一个只之外,每一个矩形都可以嵌套在下一个矩形内。

    分析:

      矩阵之间的“可嵌套”关系是一个典型的二元关系,二元关系可以用图来建模。如果矩形X可以嵌套在矩形Y里,我们就从X到Y连一条有向边,这个图是无环的,因为一个矩形无法直接或者间接地嵌套在自己内部。换句话说,它是一个DAG,我们的任务便是求DAG上的最长路径。

      设d(i)表示从结点i 出发的最长路长度。第一步只能到它的相邻点,d(i) = max{d(j)+1|(i,j)属于E},其中E是边集。最终答案是所有d(i)中的最大值。假设用邻接矩阵保存在矩阵G中。

    记忆化搜索代码如下:

     1 #include<cstdio>
     2 #include<cstdlib>
     3 #include<cstring>
     4 #include<algorithm>
     5 #define maxn 1000
     6 using namespace std;
     7 int G[maxn][maxn], a[maxn], b[maxn], d[maxn], n, answer;
     8 int dp(int i)
     9 {
    10     int& ans = d[i];
    11     if (ans > 0) return ans;
    12     ans = 1;
    13     for(int j = 1; j <= n; ++j) if(G[i][j]) ans = max(ans, dp(j)+1);
    14     return ans;
    15 }
    16 void print_ans(int i)
    17 {
    18     printf("%d(%d, %d) ", i, a[i], b[i]);
    19     for(int j = 1; j <= n; ++j) if(G[i][j] && d[j]+1 == d[i])
    20         {
    21             print_ans(j);
    22             break;
    23         }
    24 }
    25 
    26 int path[maxn] = {0}, cnt = 0;
    27 void print_all(int i)
    28 {
    29     //输出所有符合条件的路径
    30     path[++cnt] = i;
    31     if(cnt == answer)
    32     {
    33         for(int j = 1; j <= cnt; ++j) printf("%d(%d, %d) ", path[j], a[path[j]], b[path[j]]);
    34         printf("
    ");
    35     }
    36     else for(int j = 1; j <= n; ++j) if(G[i][j] && d[j]+1 == d[i])
    37             {
    38                 print_all(j);
    39             }
    40     --cnt;
    41 }
    42 /*
    43 //作者的方法
    44 int path[maxn];
    45 void print_all(int cur, int i) {
    46   path[cur] = i;
    47   if(d[i] == 1) {
    48     for(int j = 0; j <= cur; j++) printf("%d ", path[j]);
    49     printf("
    ");
    50   }
    51   for(int j = 1; j <= n; j++) if(G[i][j] && d[i] == d[j]+1)
    52     print_all(cur+1, j);
    53 }
    54 */
    55 int main()
    56 {
    57     freopen("9-2.in", "r", stdin);
    58     scanf("%d", &n);
    59     for(int i = 1; i <= n; ++i) scanf("%d%d", a+i, b+i);
    60     memset(G, 0, sizeof(G));
    61     for(int i = 1; i <= n; ++i)
    62         for(int j = 1; j <= n; ++j) if((a[i]>a[j]&&b[i]>b[j])||(a[i]>b[j]&&b[i]>a[j]))
    63                 G[i][j] = 1;
    64     int t, s;
    65     answer = -1;
    66     memset(d, 0, sizeof(d));
    67     for (int i = 1; i <= n; ++i)
    68     {
    69         t = dp(i);
    70         if(answer < t)
    71         {
    72             answer = t;
    73             s = i;
    74         }
    75     }
    76     printf("%d
    ", answer);
    77     print_ans(s);
    78     printf("
    All routes:
    ");
    79     //print_all(0, s);
    80     print_all(s);
    81     return 0;
    82 }

    另一代码如下:

     1 //另附0ms     236kb的DP思路:按边长降序排序,用类似LIS的方法求解,只是比较元素大小的方法变成了比较长和宽
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstdlib>
     4 #include<cstring>
     5 #include<algorithm>
     6 #define maxn 1008
     7 using namespace std;
     8 int G[maxn][maxn], a[maxn], b[maxn], d[maxn], n;
     9 int dp(int i)
    10 {
    11     int& ans = d[i];
    12     if (ans > 0) return ans;
    13     ans = 1;
    14     for(int j = 1; j <= n; ++j) if(G[i][j]) ans = max(ans, dp(j)+1);
    15     return ans;
    16 }
    17 int main()
    18 {
    19     int t;
    20     scanf("%d", &t);
    21     while(t--)
    22     {
    23         scanf("%d", &n);
    24         for(int i = 1; i <= n; ++i) scanf("%d%d", a+i, b+i);
    25         memset(G, 0, sizeof(G));
    26         for(int i = 1; i <= n; ++i)
    27             for(int j = 1; j <= n; ++j) if((a[i]>a[j]&&b[i]>b[j])||(a[i]>b[j]&&b[i]>a[j]))
    28                     G[i][j] = 1;
    29         int ans = -1, t, s;
    30         memset(d, 0, sizeof(d));
    31         for (int i = 1; i <= n; ++i)
    32         {
    33             t = dp(i);
    34             if(ans < t)
    35             {
    36                 ans = t;
    37                 s = i;
    38             }
    39         }
    40         printf("%d
    ", ans);
    41     }
    42     return 0;
    43 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/acm-bingzi/p/3306061.html
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