题解——[HAOI2007]分割矩阵 DP+推式子

发现最近好少写博客啊(其实是各种摆去了)

更一点吧

这道题要求最小化均方差,其实凭直觉来说就是要使每个块分的比较均匀一点,但是单单想到想到这些还是不够的,

首先f[i][j][k][l][t]表示以(i,j)为左上角,(k,l)为右下角,一共分割的t次的矩形的最小xx,

其中xx是某个与最小均方差挂钩的东西,

通常这种要求推式子的题目都要从小的情况推广到所有情况。

这道题也是一样的,

对于一个被分为x1和x2的矩形而言(分割了一次),用X表示平均数,

那么X=权值和/块数,

那么方差为:[(X - x1)^2 + (X - x2)^2]    /    块数 

对于固定的分割次数而言,块数是固定的,所以不管它,

那么我们就是要化简[(X - x1)^2 + (X - x2)^2]

原式=X^2 + x1^2 - 2 * X * x2 + X^2 + x2^2 - 2 * X * x2

=2(X ^ 2) + (x1^2 + x2^2) - 2 * X * (x1 + x2)

观察到x1+ x2就是权值和,是固定的,

而因为块数固定,X也是固定的,因此我们唯一可以改变的就是中间的平方部分,

所以我们的问题就转化为了一个矩形分割n-1次,求最小的平方和,

于是就可以直接dp了

 f[i][j][k][l][t]表示以(i,j)为左上角,(k,l)为右下角,一共分割的t次的矩形的最小平方和,

同时为了满足dp性质(要求大状态先求小状态),左上角要倒着枚举,然后右下角正着枚举,

然后枚举分割线,枚举每块小矩形分割了多少次,最后计算一下即可

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 #define R register int
 4 #define AC 11
 5 int ll,rr,n;
 6 int f[AC][AC][AC][AC][AC];
 7 int s[AC][AC],sum[AC][AC];
 8 double ans,x;
 9 /*以分两块(分别含有两小块)的合成为例
10 f[x]=((X - x1) ^ 2 + (X - x2) ^ 2)/2
11 对分子化简得:2 * X ^ 2 + x1 ^ 2 + x2 ^ 2 - 2 * X * (x1 + x2),
12 可以发现x1 + x2就是这一块的权值和,X为平均值,也就是权值和/块数,
13 也就是说对于任意一种分法,影响最终答案的只有x1 ^ 2 + x2 ^ 2这种,
14 所以只要最小化这个就可以了*/
15 
16 inline void upmin(int &a,int b)
17 {
18     if(b < a) a=b;
19 }
20 
21 void pre()
22 {
23     memset(f,63,sizeof(f));
24     scanf("%d%d%d",&ll,&rr,&n);
25     for(R i=1;i<=ll;i++)
26         for(R j=1;j<=rr;j++) 
27             scanf("%d",&s[i][j]);
28     for(R i=1;i<=ll;i++)
29         for(R j=1;j<=rr;j++)
30             sum[i][j]=s[i][j] + sum[i-1][j] + sum[i][j-1] - sum[i-1][j-1];
31     for(R i=1;i<=ll;i++)
32         for(R j=1;j<=rr;j++)
33             for(R k=i;k<=ll;k++)
34                 for(R l=j;l<=rr;l++)
35                 {
36                     int a=sum[k][l] - sum[i-1][l] - sum[k][j-1] + sum[i-1][j-1];
37                     f[i][j][k][l][0]=a * a;
38                 }
39     /*for(R i=1;i<=ll;i++)
40     {
41         for(R j=1;j<=rr;j++)
42         {
43             printf("%d ",sum[i][j]);
44         }
45         printf("\n");
46     }*/
47 }
48 
49 void work()
50 {
51     for(R t=1;t<n;t++)
52         for(R i=ll; i ;i--)//为了维护dp的条件,左上角应该要倒着枚举吧
53             for(R j=rr; j ;j--)//枚举左上角
54             {
55                 for(R k=i;k<=ll;k++)
56                     for(R l=j;l<=rr;l++)//枚举右上角
57                     {
58                         if(i == k && j == l) continue;
59                         for(R p=j;p<l;p++)//枚举竖着的分界线
60                             for(R tt=0;tt<t;tt++)//原来的两块切割次数之和只能为t-1,因为现在切的就是第t次
61                                 upmin(f[i][j][k][l][t],f[i][j][k][p][tt] + f[i][p+1][k][l][t - tt - 1]);
62                         for(R p=i;p<k;p++)//枚举横着的分界线
63                             for(R tt=0;tt<t;tt++)//枚举两块分别切了多少次,注意从0开始!!!
64                                 upmin(f[i][j][k][l][t],f[i][j][p][l][tt] + f[p+1][j][k][l][t - tt - 1]);
65                         //printf("%d %d %d %d %d = %d\n",i,j,k,l,t,f[i][j][k][l][t]);
66                     }
67             }
68     x=(double)sum[ll][rr] / (double)n;//获取平均值
69     ans=(double)(n * x * x) + (double)f[1][1][ll][rr][n-1] - (double)2 * x * sum[ll][rr];
70     ans/=(double)n;
71     ans=sqrt(ans);
72     printf("%.2lf\n",ans);
73 }
74 
75 int main()
76 {
77 //    freopen("in.in","r",stdin);
78     pre();
79     work();
80 //    fclose(stdin);
81     return 0;
82 }

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