2014百度之星资格赛——Disk Schedule



Problem Description


有非常多从磁盘读取数据的需求,包含顺序读取、随机读取。为了提高效率,须要人为安排磁盘读取。然而,在现实中,这样的做法非常复杂。我们考虑一个相对简单的场景。

磁盘有很多轨道,每一个轨道有很多扇区,用于存储数据。当我们想在特定扇区来读取数据时,磁头须要跳转到特定的轨道、详细扇区进行读取操作。为了简单,我们如果磁头能够在某个轨道顺时针或逆时针匀速旋转,旋转一周的时间是360个单位时间。磁头也能够任意移动到某个轨道进行读取,每跳转到一个相邻轨道的时间为400个单位时间,跳转前后磁头所在扇区位置不变。一次读取数据的时间为10个单位时间,读取前后磁头所在的扇区位置不变。磁头同一时候仅仅能做一件事:跳转轨道,旋转或读取。

如今,须要在磁盘读取一组数据,如果每一个轨道至多有一个读取请求,这个读取的扇区是轨道上分布在 0到359内的一个整数点扇区,即轨道的某个360等分点。磁头的起始点在0轨道0扇区,此时没有数据读取。在完毕全部读取后,磁头须要回到0轨道0扇区的始点位置。请问完毕给定的读取所需的最小时间。


 


Input


输入的第一行包括一个整数M(0<M<=100),表示測试数据的组数。

对于每组測试数据,第一行包括一个整数N(0<N<=1000),表示要读取的数据的数量。之后每行包括两个整数T和S(0<T<=1000,0<= S<360),表示每一个数据的磁道和扇区,磁道是按升序排列,而且没有反复。


 


Output


对于每组測试数据,输出一个整数,表示完毕所有读取所需的时间。


 


Sample Input



3
1
1 10
3
1 20
3 30
5 10
2
1 10
2 11


 


Sample Output



830
4090
1642


 


Source


​2014年百度之星程序设计大赛 - 资格赛​



AC代码:

本次比赛中最难的一题,一直都在思考一种最优的贪心策略,结果貌似不行;在网上搜了搜,发现是个动态规划问题;



双调欧几里得旅行商问题是一个经典动态规划问题。《算法导论(第二版)》思考题15-1和北京大学OJ2677都出现了这个题目。


旅行商问题描写叙述:平面上n个点,确定一条连接各点的最短闭合旅程。这个解的一般形式为NP的(在多项式时间内能够求出)

J.L. Bentley 建议通过仅仅考虑双调旅程(bitonictour)来简化问题,这样的旅程即为从最左点開始,严格地从左到右直至最右点,然后严格地从右到左直至出发点。下图(b)显示了相同的7个点的最短双调路线。在这样的情况下,多项式的算法是可能的。其实,存在确定的最优双调路线的O(n*n)时间的算法。




上图中,a是最短闭合路线,这个路线不是双调的。b是最短双调闭合路线。


求解过程:

(1)首先将各点依照x坐标从小到大排列,时间复杂度为O(nlgn)。

(2)寻找子结构:定义从Pi到Pj的路径为:从Pi開始,从右到左一直到P1,然后从左到右一直到Pj。在这个路径上,会经过P1到Pmax(i,j)之间的全部点且仅仅经过一次。

在定义d(i,j)为满足这一条件的最短路径。我们仅仅考虑i>=j的情况。

同一时候,定义dist(i,j)为点Pi到Pj之间的直线距离。

(3)最优解:我们须要求的是d(n,n)。

关于子问题d(i,j)的求解,分三种情况:

A、当j < i - 1时,d(i,j) = d(i-1,j) + dist(i - 1,i)。

由定义可知,点Pi-1一定在路径Pi-Pj上,并且又因为j<i-1,因此Pi的左边的相邻点一定是Pi-1.因此能够得出上述等式。

B、当j = i - 1时,与Pi左相邻的那个点可能是P1到Pi-1总的不论什么一个。因此须要递归求出最小的那个路径:

d(i,j) = d(i,i-1) = min{d(k,j) + dist(i,k)},当中1 <= k <= j。

C、当j=i时,路径上最后相连的两个点可能是P1-Pi、P2-Pi...Pi-1-Pi。

因此有:

d(i,i) = min{d(i,1)+dist(1,i),...,d(i,i-1),dist(i-1,i)}.。



以下直接上代码吧



#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#define INF 100*1000*800
#define MAX 1005

using namespace std;

typedef struct Position
{
int t;
int s;
}Position;

Position p[MAX];
int dp[MAX][MAX];

int Distance(int i,int j)//get the distance of track i and track j
{
int t=(int)fabs(p[i].t-p[j].t)*400;
int s1,s2;
if(p[i].s<p[j].s)
{
s1=p[i].s;
s2=p[j].s;
}
else
{
s1=p[j].s;
s2=p[i].s;
}
int l=s2-s1;
int r=360-s2+s1;
return (l<r?l:r)+t;
}

int solve(int n)
{
int ans=INF;
int i,j;
int dis;
dp[2][1]=Distance(2,1);
for(i=2;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<i;j++)
{
dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i-1][j]+Distance(i-1,i));
dp[i][i-1]=min(dp[i][i-1],dp[i-1][j]+Distance(j,i));
}
}
for(i=1;i<n;i++)
{
dis=Distance(i,n);
if(ans>dp[n][i]+dis)
ans=dp[n][i]+dis;
}
return ans;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
int n,m;
scanf("%d",&m);
while(m--)
{
scanf("%d",&n);
p[1].t=0;
p[1].s=0;
for(int i=2;i<=n+1;i++)
scanf("%d%d",&p[i].t,&p[i].s);
for(int i=1;i<=n+1;i++)
for(int j=1;j<=n+1;j++)
dp[i][j]=INF;
printf("%d\n",solve(n+1)+n*10);
}
return 0;
}