poj1190,DFS/已知一个等式,求另一个最小值

时间:2021-06-01 14:43:53
7月17日是Mr.W的生日,ACM-THU为此要制作一个体积为Nπ的M层生日蛋糕,每层都是一个圆柱体。 

设从下往上数第i(1 <= i <= M)层蛋糕是半径为Ri, 高度为Hi的圆柱。当i < M时,要求Ri > Ri+1且Hi > Hi+1。 

由于要在蛋糕上抹奶油,为尽可能节约经费,我们希望蛋糕外表面(最下一层的下底面除外)的面积Q最小。 

令Q = Sπ 

请编程对给出的N和M,找出蛋糕的制作方案(适当的Ri和Hi的值),使S最小。 

(除Q外,以上所有数据皆为正整数) 

Input

有两行,第一行为N(N <= 10000),表示待制作的蛋糕的体积为Nπ;第二行为M(M <= 20),表示蛋糕的层数为M。

Output

仅一行,是一个正整数S(若无解则S = 0)。

已知n=r1^2*h1+....ri^2*hi+....rm^2*hm(n,m已知,所有数为正整数),求s=r1^2+2*r1*h1+....2*ri*hi+...+2*rm*hm最小值。

DFS爆搜,+剪枝。关键是怎么减的问题,归纳如下:1,从第一个已知的减,如缩小范围,超过等,2.从目前最优的情况考虑,如果已经比目前最优差了,就不用考虑下去了!

关键剪枝说明:“假设只有一个圆柱,该圆柱的半径为r,体积为V,那么根据体积和表面积公式,可知:2 * v/r 是该圆柱的侧面积。现在我们有2个圆柱,要求这两个圆柱叠在一起之后满足题目的条件:下柱半径>上柱半径。现在把上柱往下压扁,压到和下柱的半径相等,那么根据表面积和体积公式,我们知道上柱的侧面积会减小。(s=2
* v/r,相同体积时,R大,侧面积小)所以多个圆柱叠立,假设最下面圆柱半径最大,该半径为r。于是,这些圆柱的侧面积之和>=等体积的半径为r的圆柱的侧面积。

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
int r[21];int h[21];
int ans;
void dfs(int cur,int m,int n,int sum,int sum_ans)
{ if(cur==m+1) //注意点!先后问题!
{
if(sum==n)
{
if(sum_ans<ans)ans=sum_ans;
}
}
else
{
for(int i=m-cur+1;i<r[cur-1];i++)
for(int j=m-cur+1;j<h[cur-1];j++)
{
r[cur]=i;
h[cur]=j;
// cout<<i<<"**"<<j<<endl;
int temp=m-cur; if(sum+i*i*j+(m-cur)*r[cur]*h[cur]*r[cur]<n)continue; //体积不可能到N了。注意continue,与break 区别
if(sum+i*i*j>n)break; //体积已经大于n了。
if(sum_ans+2*i*j+2*(n-sum-i*i*j)/i>ans)break; //关键剪枝!把剩余体积全转化为表面积(按最大的转是表面积最小的情况)
if(sum_ans+2*i*j+(temp*(temp+1)*(2*temp+1)/3)>ans)break;
// 这样写不可,一次return后,这次不再还原。 sum+=i*i*j;
// if(sum>n) return ;
dfs(cur+1,m,n,sum+i*i*j,cur==1?sum_ans+2*i*j+i*i:sum_ans+2*i*j); //非也,把这层RETURN了,这层有些值还是可以的,下次循环
// sum-=i*i*j;
}
}
}
int main()
{
int n,s,m;
cin>>n>>m; ans=1000000;
r[0]=(n-m*(m-1)*(2*m-1)/6)/m;
h[0]=(n-m*(m-1)*(2*m-1)/6)/(m*m)+1;
dfs(1,m,n,0,0);
if(ans==1000000)cout<<0<<endl;
else cout<<ans<<endl; return 0;
}