【題解】生日蛋糕-C++


 

Description
7月17日是Mr.W的生日,ACM-THU為此要制作一個體積為Nπ的M層生日蛋糕,每層都是一個圓柱體。設從下往上數第i(1 <= i <= M)層蛋糕是半徑為Ri, 高度為Hi的圓柱。當i < M時,要求Ri > Ri+1且Hi > Hi+1。由於要在蛋糕上抹奶油,為盡可能節約經費,我們希望蛋糕外表面(最下一層的下底面除外)的面積Q最小。
令Q = Sπ
請編程對給出的N和M,找出蛋糕的制作方案(適當的Ri和Hi的值),使S最小。
(除Q外,以上所有數據皆為正整數)
Input
有兩行,第一行為N(N <= 10000),表示待制作的蛋糕的體積為Nπ;第二行為M(M <= 20),表示蛋糕的層數為M。
Output
僅一行,是一個正整數S(若無解則S = 0)
Sample Input
100
2
Sample Output
68
HINT
圓柱公式

體積V = πR^2H

側面積A’ = 2πRH

底面積A = πR^2


這道題目主要考察的是DFS的剪枝,注釋已經打在代碼里了,再看不懂我也沒辦法。
思路:
從第一層到第m層從上自下考慮,每次拓展第dep層的h和r,然后核心語句(極大化剪枝)

if(s+2*i*j+back[dep+1]>=ans)break;//極大化剪枝

back是底面積的后綴和數組:

for(int i=m;i>=1;i--)
{
	back[i]=back[i+1]+2*(m-i+1)*(m-i+1);
}

下面是代碼,注釋很詳細了,第一篇寫了這么多注釋的代碼, 就別抄了a.a

 1 /*
 2 ①m-dep+1:這個意思是還剩下未考慮的蛋糕層數,同時也代表着第dep層最小的高和半徑 
 3 ②sqrt(n-v):因為n-v是剩下的體積,開根號之后就接近於r,h越大誤差越大,這樣能夠有效地提高代碼循環效率 
 4 */
 5 #include<bits/stdc++.h>
 6 using namespace std;
 7 int n,m,ans,h[10010],r[10010];//h[i]=第i層蛋糕的高,r[i]=第i層蛋糕的半徑 
 8 int back[11000];//底面積后綴和數組,因為實在不知道取什么名字干脆就這樣了 
 9 void dfs(int dep,int s/*表面積*/,int v/*體積*/)
10 {
11     if(dep==m+1)
12     {
13         if(v==n)ans=min(ans,s);
14         return ;
15     }
16     int u=min(int(double(sqrt(n-v))/**/),r[dep-1]-1);
17     for(int i=u;i>=(m-dep+1)/**/;i--)
18     {
19         if(2*(n-v)/i+s>=ans)continue;
20         for(int j=(m-dep+1);j<=min((n-v)/(i*i),h[dep-1]-1);j++)
21         {
22             if(s+2*i*j+back[dep+1]>=ans)break;//極大化剪枝
23             if(v+i*i*j>n)break;//不合法情況剪枝 
24             r[dep]=i;h[dep]=j;
25             if(dep!=1)dfs(dep+1,s+2*i*j,v+i*i*j);
26             else dfs(dep+1,s+2*i*j+i*i,v+i*i*j);//因為dep為1的時候傳進來的s是0,計算是毒瘤(划去) 
27             r[dep]=0;h[dep]=0;//回溯
28         }
29     }
30 }
31 int main()
32 {
33     cin>>n>>m;
34     for(int i=m;i>=1;i--)
35     {
36         back[i]=back[i+1]+2*(m-i+1)*(m-i+1);
37     }
38     ans=0x3f3f3f3f;r[0]=h[0]=0x3f3f3f3f;
39     dfs(1,0,0);
40     if(ans==0x3f3f3f3f)
41         cout<<0<<endl;//判斷特殊情況 
42     else cout<<ans<<endl;
43     return 0;
44 }

 

ov.


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