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2018 ICPC宁夏Factories 树形dp
阅读量:403 次
发布时间:2019-03-05

本文共 888 字,大约阅读时间需要 2 分钟。

给一棵树,在树中选择k个节点,要求输出最小任意两点距离和。这个问题可以通过树形动态规划来解决。以下是详细的分析和解答:

问题分析

我们需要在树中选择k个节点,使得这k个节点之间任意两点的距离和最小。树的结构使得任意两点之间的路径是唯一的,因此可以通过动态规划来有效地解决这个问题。

动态规划状态定义

设f[u][i]表示以u为根的子树中选择i个节点的贡献。通过动态规划,我们可以将问题分解为子树的问题,逐步构建最优解。

转移方程

转移方程为: [ f[u][i+j] = \min(f[u][i+j], f[u][i] + f[v][j] + e[i] \cdot w \cdot j \cdot (k - j)) ] 其中:

  • f[u][i+j]表示以u为根的子树中选择i+j个节点的贡献。
  • f[u][i]和f[v][j]分别表示u和v子树中选择i和j个节点的贡献。
  • (e[i] \cdot w \cdot j \cdot (k - j))是一个权重项,用于计算选择不同子树节点的最优方式。

倒序转移的处理

由于转移方程中f[u][i+j]依赖于f[u][i],这使得正向转移无法直接应用。因此,我们需要倒序处理,将问题从叶子节点开始,逐步向上处理。

实现步骤

  • 初始化:对于叶子节点,初始化f[u][0]和f[u][1]。
  • 递归DFS:从根节点开始,递归遍历每个子树,计算f[u][i]的值。
  • 动态规划转移:在递归过程中,根据子树的选择,更新当前根的f[u][i]值。
  • 权重项计算:计算权重项,确保总距离和最小。
  • 结果输出:选择根节点的f[root][k]作为最终结果。
  • 代码优化

    • 递归深度:避免递归深度过深导致栈溢出,改用迭代式DFS或记忆化技术。
    • 边界条件:确保叶子节点和边界情况的正确处理。
    • 避免重复计算:优化访问路径,减少不必要的计算。

    验证与测试

    通过多个案例验证代码的正确性,确保在不同树结构和k值下都能得到正确结果。

    结论

    通过树形动态规划,我们可以高效地解决在树中选择k个节点使得任意两点距离和最小的问题。代码实现了倒序转移和权重项计算,确保了最优解的正确性。

    转载地址:http://ofjwz.baihongyu.com/

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