题目描述

帅帅经常跟同学玩一个矩阵取数游戏:对于一个给定的n*m的矩阵,矩阵中的每个元素aij均为非负整数。游戏规则如下:
1.每次取数时须从每行各取走一个元素,共n个。m次后取完矩阵所有元素;
2.每次取走的各个元素只能是该元素所在行的行首或行尾;
3.每次取数都有一个得分值,为每行取数的得分之和,每行取数的得分 = 被取走的元素值 * 2i,其中i表示第i次取数(从1开始编号);
4.游戏结束总得分为m次取数得分之和。
帅帅想请你帮忙写一个程序,对于任意矩阵,可以求出取数后的最大得分。

输入描述:

第1行为两个用空格隔开的整数n和m。
第2~n+1行为n*m矩阵,其中每行有m个用单个空格隔开的非负整数。

输出描述:

输出一个整数,即输入矩阵取数后的最大得分。

示例1

输入
2 3
1 2 3
3 4 2
输出
82
说明
第1次:第1行取行首元素,第2行取行尾元素,本次得分为1 * 21 + 2 * 21 = 6
第2次:两行均取行首元素,本次得分为2 * 22 + 3 * 22 = 20
第3次:得分为3 * 23 + 4 * 23 = 56。
总得分为6 + 20 + 56 = 82

示例2

输入
1 4
4 5 0 5
输出
122

示例3

输入
2 10
96 56 54 46 86 12 23 88 80 43
16 95 18 29 30 53 88 83 64 67
输出
316994

备注

60%的数据满足:1 ≤ n, m ≤ 30, 答案不超过1016
100%的数据满足:1 ≤ n, m ≤ 80, 0 ≤ aij ≤ 1000

解答

题目看上去很熟悉,第一次看完题目后往贪心的方面去想的,设计了两种贪心策略:1、每次从两端选取最小的数字;2、从后向前倒推,使最后一次取到的数字最大。两种贪心是不同的,而且都是错的,竞赛原题中给的样例数据都过不去。但是如果不会DP的话,感觉上第二种贪心更易导致最优解(只是感觉)。

动态规划:分析出实际上行与行之间是互不影响的,就是说对每行的决策可以单独进行。给定一个区间[i,j],每次可能的决策是选择a[i]或者a[j],这样一个区间被分成了更小的一部分,考虑动态规划。容易写出状态转移方程:,其中w[i]可以很容易推出来,不再给出。

此题需要注意的地方:1、需要预处理2^n,因为要被多次用到;2、要用高精度,高精度一般用得比较少,一开始我是把高精度结果按返回值处理,出了错;后来改成传记录结果的地址,在高精度函数中直接修改数值,第8、9两个点超时;分析了原因之后,发现是高精度时传递加数和乘数耗了太多时,就把加数、乘数、结果全部地址传递,vijos上全部数据9ms。导致我对于一直没有太多注意的高精度感慨万千。

以下是我的代码:

#include<stdio.h>
#define size 81
#define max(a,b) (a>b?a:b)
typedef struct
{
    int len;
    long s[30];
}high;
int n,m,a[size][size]={0};
high d[120][120],Two_[size];
high zero={1,{0}},one={1,{1}},two={1,{2}};
void add(high *c,high *a,high *b)
{// 高精度加上高精度 
    int l,i;
    l=(a->len>b->len?a->len:b->len);
    for(i=0;i<=l;i++)
      c->s[i]=0;
    for(i=0;i<l;i++)
    {
       c->s[i]+=a->s[i]+b->s[i];
       if(c->s[i]>=100000)
       {
          c->s[i+1]++;
          c->s[i]%=100000;
       }
    }
    c->len=l;
    if(c->s[c->len]!=0) c->len++;
}
void mul(high *c,high *a,long b)
{// 高精度乘上单精度 
    int i;
    for(i=0;i<=a->len;i++)
      c->s[i]=0;
    for(i=0;i<a->len;i++)
    {
       c->s[i]+=a->s[i]*b;
       if(c->s[i]>=100000)
       {
          c->s[i+1]+=c->s[i]/100000;
          c->s[i]%=100000;
       }
    }
    c->len=a->len;
    if(c->s[c->len]!=0) c->len++;
}
int high_max(high *a,high *b)
{// 比较单精度数 
    long i;
    if(a->len>b->len) return 1;
    if(a->len<b->len) return 0;
    for(i=a->len-1;i>=0;i--)
      if(a->s[i]>b->s[i])
        return 1;
      else if(a->s[i]<b->s[i])
        return 0;
    return 1;
}
void print(high *a)
{// 输出高精度 
    int i;
    printf("%ld",a->s[a->len-1]);
    for(i=a->len-2;i>=0;i--)
    {
       if(a->s[i]<10000) printf("0");
       if(a->s[i]<1000) printf("0");
       if(a->s[i]<100)   printf("0");
       if(a->s[i]<10)    printf("0");
       printf("%ld",a->s[i]);
    }
    printf("\n");
}
void init()
{// 打开文件 读入 预处理2^n 初始化表 
    int i,j;
    scanf("%ld%ld",&n,&m);
    for(i=1;i<=n;i++)
      for(j=1;j<=m;j++)
        scanf("%ld",&a[i][j]);
    Two_[0]=one;
    Two_[1]=two;
    for(i=2;i<=m;i++)
      mul(&Two_[i],&Two_[i-1],2);
    for(i=0;i<=m;i++)
      for(j=0;j<=m;j++)
        d[i][j]=zero;
}
high dp(int nn)
{// 对第 nn 行动态规划 
    int i,j;
    high t1,t2,t3,t4;
    for(j=0;j<=m-1;j++)
      for(i=1;i<=m-j;i++)
      {
         mul(&t1,&Two_[m-j],a[nn][i]);
         add(&t2,&d[i+1][i+j],&t1);
         mul(&t3,&Two_[m-j],a[nn][i+j]);
         add(&t4,&d[i][i+j-1],&t3);
         if(high_max(&t2,&t4))
           d[i][i+j]=t2;
         else d[i][i+j]=t4;
      }
    return d[1][m];
}
void end()
{
    int i;
    high t1,t2,ans=zero;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
       t1=ans;
       t2=dp(i);
       add(&ans,&t1,&t2);
    }
    print(&ans);
}
int main()
{
    init();
    end();
return 0;
}


来源:心如止水