作者keeperkai (keeperkai)
看板Prob_Solve
标题Re: [问题] 一个感觉是 dynamic programming 的题目
时间Fri Apr 23 02:02:24 2010
恕删
其实loco大的解法是正解,用DP只是浪费时间,徒增时间复杂度:
依照loco大的说法是
1.Sort
while not finished
if 最後一个可以直接加得进去 就加进去
else 调整最佳解的结构,在结构高度相同的前提下,将总重量最佳化
(因为显然不可能让他的高度再增加)
Q:
1.为何Sort?
因为你把图画出来,把每个box含自己的重量加其上box之重量写出来就会发现,
其实最佳解必定为一个capacity由小->大的sequence
2.为何抽掉最重的box?
所谓抽掉最重的box的意思:
(i)Case:第i box重量比考虑前i-1的box的最佳解结构中最重的box还要重,
则我们不变动最佳解(就是抽掉第ibox)
(ii)Case:第i box重量比考虑前i-1的box的最佳解结构中最重的box还要轻,
则我们将i-1结构中最重的box抽掉,并且在最後加入第i box(为何
一定加得进去?考虑在i-1最佳解中的最後一个box k之capacity c[k]
以及第i box的capacity c[i],因为c[k]>w[1]+w[2]+...+w[max]+w[k]
其中w[1],w[2]是代表最佳解中的第一个box 第二个box的重量,而
w[max]是其中最大者。又因为w[i]<w[max]且i>k=>c[i]>c[k]>w[1]+w[2]
+...+w[max]+...+w[k]>w[1]+w[2]+...+w[i]+...+w[k]
以下为证明在各个阶段如此做能够求得最佳解(高度最高的前提下,重量和最小的
box sequence):
i=1 的时候显然能够加入第一个box,而此时高度为1的box sequence就是最佳解。
设i=k-1的时候命题成立(假设用以上方法求出的是最佳解:不失一般性设为
x=<box[1],box[2],...,box[s]>,代表在前k-1个箱子中,所有的sequence最高可能
高度为s,且重量是高度为s中最轻的,in other words: w[1],...,w[s]乃最轻的重量总和)
i=k的时候
case 加得进去: 则加进去形成length是s+1的最佳解
显然不可能再形成更长的length不然就和假设自相矛盾,唯一有
可能有问题的是会不会存在一个sequence y+box[k]
和考虑k-1箱子之最佳解x=<box[1],box[2],...,box[s]>+box[k]
不全相同,长度相同且重量和较轻。
显然如果存在的话y和原来sequence x的长度相同且y重量较轻,
就又和归纳假设矛盾。所以在此case命题成立(在此
状况下依照上面的方法会求到重量最轻且长度最长的box sequece)
case 加不进去:(c[k]<weight(x)+w[k])
subcase:若是w[k]<w[max],依照方法会把box[max]丢掉,将box[k]
放在最下==>此法求出的box sequence z=<box[1],box[2],
...,box[s],box[k]>
验证长度:
[矛盾]:假设用此法求出的解长度不是最长的合法sequence
代表存在一个合法sequence y其长度>=s+1(因为z长=x长=s)
==>若y中无box[k],则显然和归纳假设矛盾
若y中有box[k],则存在y'=y-box[k],y中只含有前面k-1的
箱子,且y'长度=y长度-1=s+1-1=s=x长度,且y'也合法
==>y'合法:c[k]>=weight(y')+w[k],又我们在加不进去的
状况下所以,c[k]<weight(x)+w[k]
==>weight(y')<=c[k]-w[k]<weight(x),这个和我们的归纳假
设x是考虑到box k-1中重量最小者矛盾,所以长度
必定<=s,长度成立
验证重量:
[矛盾]假设weight(z)不是长度s中重量最小的sequence
==>存在一条y使得weight(y)<weight(z),且y长=z长=s
==>1.若是y中无box[k],则y是一条只考虑前k-1box且长度为
s的sequence.
==>weight(y)<weight(z)=weight(x)-w[max]+w[k]<
weight(x),和归纳假设矛盾
2.若是y中有box[k],又y长=s,代表y的sequence是由
x-box[j]+box[k] 任意j=1 to s 形成的
又我们知道z中是将w[max]带换掉所以存在有j使得
weight(y)=weight(x)-w[j]+w[k]<weight(x)-w[max]+w[k]=
weight(z)
==>w[j]>w[max] 矛盾,所以不可能
依照以上两点在此subcase中使用此方法会求得最佳解
subcase:若是w[k]>=w[max],此时我们不变动最佳解,也就是说此
方法求出来的解结构z=x
因为加不进去所以显然长度不可能在更长
因为w[k]比原结构中的重量都大,所以不用考虑box[k]
重量就会是最佳
依照以上,此subcase中,命题成立
以上涵括所有状况,所以保证induction step成立,by induction 命题成立
所以意思就是,只要我们保证每个阶段我们求得的是长度最长的前提下的重量
最小结构,最後求出来的就会是最佳解,而且此方法正确无误。
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◆ From: 203.222.23.95
※ 编辑: keeperkai 来自: 203.222.23.95 (04/23 02:03)
1F:推 walker2009:喔喔喔!!! k大懂我的点XDD 原来这部份用归纳法比较好证 04/23 04:20
2F:→ walker2009:感谢感谢, 心里的大石头总算放下了XDDD 04/23 04:21