大致题意: 共进行两轮游戏,每轮每人有一个标签,标签相同的人必须到同一个点集合。求所有人总路程的最小值。
爬山算法
这道题貌似有三种做法:模拟退火、高斯消元以及爬山算法。
相比之下,自然是爬山算法最简单了。
实现方式
设第一轮编号为\(i\)的节点要到点\(s1_i\)集合,第二轮编号为\(i\)的节点要到点\(s2_i\)集合。
则总答案应为:
\[\sum_{i=1}^n(a_i.x-s1_{f1_i}.x)^2+(a_i.y-s1_{f1_i}.y)^2+(s1_{f1_i}.x-s2_{f2_i}.x)^2+(s1_{f1_i}.y-s2_{f2_i}.y)^2
\]
\]
单独看其中与\(s1_{f1_i}.x\)有关的式子,我们可以发现,要想使这个式子值最小,则\(s1_{f1_i}.x\)与\(a_i.x\)和\(s2_{f2_i}.x\)的差值应越小越好。
但同一个\(s1_{f1_i}.x\)可能会受到多个\(a_i.x\)和\(s2_{f2_i}.x\)影响,所以我们需要使用爬山算法来对其慢慢修正。
具体方式就是每次将\(s1_{f1_i}.x\)减去\(\alpha*(s1_{f1_i}.x-a_i.x)-\alpha*(s1_{f1_i}.x-s2_{f2_i}.x)\)。
其中\(\alpha\)为一个较小的数,可以设为\(10^{-3}\)。
而\(s1_{f1_i}.y,s2_{f2_i}.x,s2_{f2_i}.y\)的修正同理。
代码
#include<bits/stdc++.h>
#define Tp template<typename Ty>
#define Ts template<typename Ty,typename... Ar>
#define Reg register
#define RI Reg int
#define Con const
#define CI Con int&
#define I inline
#define W while
#define N 500
#define DB double
using namespace std;
int n,f1[N+5],f2[N+5];
struct Point
{
DB x,y;I Point(Con DB& a=0,Con DB& b=0):x(a),y(b){}
I friend Point operator - (Con Point& x,Con Point& y) {return Point(x.x-y.x,x.y-y.y);}
I friend Point operator * (Con DB& A,Con Point& x) {return Point(A*x.x,A*x.y);}
}a[N+5];
class FastIO
{
private:
#define FS 100000
#define tc() (A==B&&(B=(A=FI)+fread(FI,1,FS,stdin),A==B)?EOF:*A++)
#define tn(x) (x<<3)+(x<<1)
#define D isdigit(c=tc())
int f;char c,*A,*B,FI[FS];
public:
I FastIO() {A=B=FI;}
Tp I void read(Ty& x) {x=0,f=1;W(!D) f=c^'-'?1:-1;W(x=tn(x)+(c&15),D);x*=f;}
Ts I void read(Ty& x,Ar&... y) {read(x),read(y...);}
}F;
class ClimbingSolver//爬山算法
{
private:
#define Dis2(A,B) (A.x-B.x)*(A.x-B.x)+(A.y-B.y)*(A.y-B.y)//计算题目中所要求的两点间距离的平方
Point s1[N+5],s2[N+5],s1_[N+5],s2_[N+5];
public:
I void Climb()
{
RI i,T=50000;Reg DB A=1e-3;W(T--)
{
for(i=1;i<=n;++i)
{
s1_[f1[i]]=s1_[f1[i]]-A*(s1[f1[i]]-a[i])-A*(s1[f1[i]]-s2[f2[i]]),//修正s1
s2_[f2[i]]=s2_[f2[i]]-A*(s2[f2[i]]-s1[f1[i]]);//修正s2
}for(i=1;i<=n;++i) s1[i]=s1_[i],s2[i]=s2_[i];//复制一遍
}
}
I DB GetAns()//求解
{
Reg DB res=0;for(RI i=1;i<=n;++i) res+=Dis2(a[i],s1[f1[i]])+Dis2(s1[f1[i]],s2[f2[i]]);//统计答案
return res;//返回答案
}
}C;
int main()
{
RI i,x,y;for(F.read(n),i=1;i<=n;++i) F.read(x,y),a[i]=Point(x,y);
for(i=1;i<=n;++i) F.read(f1[i]);for(i=1;i<=n;++i) F.read(f2[i]);//读入
return C.Climb(),printf("%.10lf",C.GetAns()),0;//求解并输出答案
}