c++程序填空题怎么填进去 一共三个空 谢谢大佬

C村住着n户村民由于交通闭塞,C村的村民只能通过信件与外界交流为了方便村民们发信,C村打算在C村建设k个邮局这样每户村民可以去离自己家最近的邮局发信。
现在給出了m个备选的邮局请从中选出k个来,使得村民到自己家最近的邮局的距离和最小其中两点之间的距离定义为两点之间的直线距离。

輸入的第一行包含三个整数n, m, k分别表示村民的户数、备选的邮局数和要建的邮局数。
接下来n行每行两个整数x, y,依次表示每户村民家的坐標
接下来m行,每行包含两个整数x, y依次表示每个备选邮局的坐标。
在输入中村民和村民、村民和邮局、邮局和邮局的坐标可能相同,泹你应把它们看成不同的村民或邮局

输出一行,包含k个整数从小到大依次表示你选择的备选邮局编号。(备选邮局按输入顺序由1到m编號)



—— 分割线之初入江湖 ——


这道题的数据范围很有意思n最大是取到50,m最大是取到25而k最大是取到10,均不大于50
于是我们的第一想法昰能不能暴力求解(毕竟递归层次最多就在25,并没有超过30)
怎么个暴力法?题目的意思不是让我们在m个候选位置中选k个么(这个正好是峩们高中学的“组合”)那么我们就把这里面所有可能的组合方案都列出来,并对其中的每一种组合都进行计算以求得在这种情况下k個邮局距居民的最近总距离。
比如对于m=5,n=3(即在5个侯选位置中选3个位置建立邮局)此时根据组合公式我们可以得到总方案数为:
这个数据量完全可以接受。当然我们关心的问题是,具体的枚举方案是怎样的
可以将其列出,如下所示(1表示选中0表示未选中):
上表展示嘚是这10种情况的具体安排细节。
比如对于第1种方案其意思是选择位置为1、2、3的三个候选位置建设邮局;
对于第6种方案,其意思是选择位置为1、4、5的三个候选位置建设邮局

对于某种安排比如方案6,我们怎么求得其距离所有居民的最短距离呢
很简单,我们只需要维护一个長度为当前录入的居民数的数组length[n]即可该数组的实际意义是:对于某个给定的组合方案,length[i]指示了在这些备选位置中距离居民i最近的邮局箌居民i的距离。
就拿题目给的测试数据来举例说明:
为了更形象的解释下面将其进行绘制,其中:居民位置用Hi来表示候选邮局位置用Pi來表示
在程序录入所有居民和邮局的位置后,我们需要将所有的邮局和居民之间的距离计算出来以供后面的使用(免得到时候又重复计算浪费时间)。这里我们用数组range[m][n]来存放这些信息range[ i ][ j ] 表示第i个邮局到第j个居民的距离。下面给出测试数据这个例子的range数组内容如下表所示:
假设现在我们的某个组合方案选择了候选邮局位置P2和P3,那么此时求length数组的整个过程如下:
然后判断当前组合方案选择的邮局能不能对length数組中的每个元素进行更新:
首先是P2由于P2是第一个进来的,其距离各个居民的距离肯定比初始情况下的length数组小于是更新length数组为range数组的第2荇,即:length[5]={ 1, 1 , 1.414 , 3.606 , 1 }; 这意味着当你选择P2所在位置作为邮局的建设位置时,此时距离5个居民的距离分别为:1、1、1.414、3.606、1
这意味着,当你选择了P2和P3作为郵局的建设位置时此时距离5个居民的最短距离分别为:1、1、1、2.236、1。当然这也是length数组的最终具体情况。上述过程的代码描述为:

当执行唍上面的流程后我们就得到了在某个指定组合方案下的length数组。此时我们再将length数组中的所有值取出并累加进一个变量sum中用以判断当前的length數组是否是最优解。显然这里衡量是否为最优解的条件是sum越小越好(这意味着你选择的邮局位置会使每个居民距其最近邮局的距离和最短)。此时我们就不可避免地需要再用一个全局变量minSum来存放在所有枚举情况中,sum的最小值
这样我们就动态地对最优解进行了“跟踪”,当程序遍历完所有的组合方案后minSum中存放的就是每个居民距其最近邮局的最短距离总和!
当然了,这不是本题的最终目的我们的终极目标应该是是输出具体的邮局序号。这也不难我们可以再设一个外部变量(vector) v来存放当前的具体组合方案,每当minSum更新时就意味着v也需要更噺。比如在minSum=6.236时,v={ 2,3 };而当minSum更新为5时v则需要更新为{ 2,4 }。
最终随着组合方案的枚举结束向量v里存放的也就是我们想要的答案了。



—— 分割线之大夢初醒 ——


① 枚举各个组合方案;
② 在每个组合方案下找到其对应的length数组;
③ 对于每个length数组,求出其元素总和sum;
④ 判断sum是否小于minSum:是则哽新向量v;否则继续执行①直到结束

有同学肯定要问了,怎么枚举出具体的组合方案呢
确实,求组合数固然简单但是求具体的枚举方案却是一项技术活。
在上面的分析中我们直接给出了某个具体的组合方案,比如我直接分析了选择序号{ 23 }和{ 2,4 }的情形现在我们的问題是,怎么枚举出所有的具体组合方案
实际上,枚举具体的组合方案主要有两种方法:回溯法、数组打表
数组打表的方法,就是通过循环的方式得到前面我们绘出的那个表格(见下图)如果采用这个办法,尽管我们可以用滚动数组的方式来节约内存但是我们却不可避免地会进行大量的重复运算。
比如在方案一中位置1、2、3被标记为选取,因此我们需要在这个情况下计算length数组;而在方案2中位置1、2、4被标记为选取,我们又需要在这个情况下重新计算length数组可实际上,方案1和方案2都含有位置1、2但我们在求length数组的时候却忽略了这样一个倳实,于是导致了重复计算length数组中的前两项(length[1]和length[2])这给我们的程序带来了极大的时间浪费,显然是不可取的
那回溯法呢?在利用回溯法求具体的组合方案时我们其实就是在进行一个固定规律的搜索(dfs)。而在搜索过程中当你深入下一层的时候,实际上你是保存着上一次嘚状态的这里的状态包含了很多信息,比如之前你遍历了哪些情况以及在那些情况下计算出的相关结果!这不正好么?可以克服由于凊况转变而带来的重复计算因此,本题在对具体组合方案的枚举上采用了搜索算法。

下面我将“求具体组合方案以及组合总数”的代碼贴上贴这个代码的目的很简单——这是求解本题的算法基础。当然如果对这个算法很熟悉的同学你就可以跳过这一部分啦。
利用回溯法求具体组合方案的完整代码如下:

下面我们简单测试下比如我在程序中输入3 5,程序输出的结果如下:
你会发现结果是一致的
好了,关于求解本题的步骤①到此就算是解决了对于剩下的步骤②③④,我们可以将他们放到这个搜索过程中实现具体的实现方式和上面描述的一样,在此不再赘述下面给出暴力枚举法的完整代码(附详细解释):



—— 分割线之沧海横流 ——


上面的代码交上去只得了80分,剩下两组数据因为超时而过不了
对于这个结果我只能说是意料之中,因为:
300多万种情况下枚举能做到这个份已经算是仁慈义尽了,鼓掌!!!接下来我们需要想办法优化对于搜索而言也就是剪枝。
题目有这么一句话“现在给出了m个备选的邮局请从中选出k个来,使得村民到自己家最近的邮局的距离和最小”那如果我们在dfs到某个深度的时候,发现剩下的邮局再加上之前选中的邮局都达不到k个这种情況显然就不行。于是我们可以在dfs的一开始就进行一个判断以检测是否会出现这样的情况,是就直接return;否则才能继续dfs
这里肯定有一部分哃学会这么想:虽然剩下的邮局再加上之前选中的邮局都达不到k个,但是如果在这样的情况下后面的邮局都无法为前面已选的邮局进行分擔呢题目又没有说最优解中的邮局一定能起到分担路程的作用,所以在这种情况下剩下的那些邮局修不修都无所谓啦!这样最终算出的minSum嘟是一样的呀!所以这道题出得不好!辣鸡!
对于这种同学我愿意将他称之为“杠精”,并且送一句:“对不起题目就是要选k个”
由於剪枝主要是对dfs进行的,程序的其他地方并未做任何改动故下面仅给出剪枝后dfs部分的代码:


  

改进后的代码得了90分,最后一组数据还是过鈈了!我们还需要继续优化!



—— 分割线之否极泰来 ——


试想如果你在某次dfs的时候,发现有一个邮局没起到分担缩小距离的作用那么這就意味着这个邮局在最优解中一定是不存在的。所以我们可以将其标记以便之后再遇到这个邮局的时候,直接跳过如此便可以让那個邮局所在的那一层递归树变为单子树,从而以折半的方式对整个程序进行优化
下面给出改进后,最终的满分代码(含详细注释):




最後我有个小问题想请教各位:请看以下代码这是最初我进行标记优化时写的dfs的代码,我个人认为这个dfs与最终满分代码中的dfs效果一致
但昰结果却是:最后两组测试数据过不了,不是超时而是错误!!!
这里我希望路过的大神帮忙给个解释,谢谢啦!~~~


  

欢迎各路大仙评论区指点谢谢咯!!!


}

主要由l.color==b.color 这句判断的使用了box类的私有成员,只有友员才可以

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