$$\color{Red}{传纸条-详细题解}$$
我做的所有的题解
包括基础提高以及一些零散刷的各种各样的题
题目说明
小渊和小轩是好朋友也是同班同学,他们在一起总有谈不完的话题。
一次素质拓展活动中,班上同学安排坐成一个 m 行 n 列的矩阵,而小渊和小轩被安排在矩阵对角线的两端,因此,他们就无法直接交谈了。
幸运的是,他们可以通过传纸条来进行交流。
纸条要经由许多同学传到对方手里,小渊坐在矩阵的左上角,坐标(1,1),小轩坐在矩阵的右下角,坐标 (m,n)。
从小渊传到小轩的纸条只可以向下或者向右传递,从小轩传给小渊的纸条只可以向上或者向左传递。
在活动进行中,小渊希望给小轩传递一张纸条,同时希望小轩给他回复。
班里每个同学都可以帮他们传递,但只会帮他们一次,也就是说如果此人在小渊递给小轩纸条的时候帮忙,那么在小轩递给小渊的时候就不会再帮忙,反之亦然。
还有一件事情需要注意,全班每个同学愿意帮忙的好感度有高有低(注意:小渊和小轩的好心程度没有定义,输入时用 0 表示),可以用一个 0∼100 的自然数来表示,数越大表示越好心。
小渊和小轩希望尽可能找好心程度高的同学来帮忙传纸条,即找到来回两条传递路径,使得这两条路径上同学的好心程度之和最大。
现在,请你帮助小渊和小轩找到这样的两条路径。
输入格式
第一行有 2 个用空格隔开的整数 m 和 n,表示学生矩阵有 m 行 n 列。
接下来的 m 行是一个 m×n 的矩阵,矩阵中第 i 行 j 列的整数表示坐在第 i 行 j 列的学生的好心程度,每行的 n 个整数之间用空格隔开。
输出格式
输出一个整数,表示来回两条路上参与传递纸条的学生的好心程度之和的最大值。
数据范围
1 ≤ n
m ≤ 50
输入样例:
3 3
0 3 9
2 8 5
5 7 0
输出样例:
34
二. 证明部分
这道题的代码思路与这道题完全相同:我的最低通行费题解
理由其实很简单,走过去再返回,和连续走两次其实性质相同,第一次走完了才开始第二次路径。此时不管是从上到下还是从下到上其实没什么区别。
其实大家纠结的点应该在于为什么重合的点部分进入动态规划,不影响答案。
我们可以很好的理解,一个人一旦参与第一条或者第二条路径,它肯定不会参与第二条路径,因为势必第二条路径可以选择别的点。
如下面:
第一条路径假设为 1 -> 4 -> 5 -> 8 -> 9
第二条路径假设为 1 -> 2 -> 5 -> 6 -> 9
显然第一条路径会让重合的点5的好感度消失,那么第二条路径重合显然不是最优,可以选择更优或相等(点3好感度为0的时候相等)的:
1 -> 2 -> 3 -> 6 -> 9
1 2 3
4 5 6
7 8 9
故综上,我们完全可以用和最低通行费相同的思路做这道题。
正常人的第一步想法,应该是进行两次数字三角形模型的问题的结合,只不过第一次的dp需要记忆最大行走路线,然后根据第一步的路线把图像里面的点的权重清除。
但是如果记忆路线,势必要引入队列,类似走迷宫,根据可以走的四个方向进入,以此来记忆最大的那条路线,和动态规划就背道而驰,复杂度极大提高。
那么如何能保证仍然采用动态规划的同时,进行具有序列影响作用的两条路径?
我们不妨直接进入一个合并,同时走两条路径 f[i1, j1, i2, j2] 代表两条路径的终点
但是此时开销太大,四维数组,比我们最初得记忆路径还大。我们发现两条路径是同时走得,故同一时刻,两者前进得曼哈顿距离一定相等,我们设曼哈顿距离为k
,为了优化空间问题,直接转化为f[k, i1, i2]
, 此时显然j1 = k - i1
,j2 = k - i2
这只是空间优化,那么当两条路径相互影响也就是路径重叠如何解决?
很简单,两个路径每当k + 1
即走了一步前,如果i1 = i2
, 那么此时必然两个点重叠,只需要加一个权重值,如果不等,必然两点位置不同,需要同时加上两个点得权重。
那么具体怎么进行状态转移——》每当k+1
,走到i1, i2的点,两个路径的前一状态各存在两种情况,即向下或者向右的两两组合,我们求最大值,只需要在这四种情况取最大值,加上我们上一步特判的权重,即规划完毕。
java
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class Main {
static int N = 55, n, m;
static int[][] arr = new int[N][N];
static int[][][] f = new int[2 * N][N][N];
static BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
public static void main(String[] args) throws IOException {
String [] str1 = br.readLine().split(" ");
n = Integer.parseInt(str1[0]);
m = Integer.parseInt(str1[1]);
for (int i = 1; i <= n; i++) {
String [] str2 = br.readLine().split(" ");
for (int j = 1; j <= m; j++) arr[i][j] = Integer.parseInt(str2[j - 1]);
}
//动态规划
for (int k = 2; k <= n + m; k++)
for (int i1 = 1; i1 <= n; i1++)
for (int i2 = 1; i2 <= n; i2++) {
int j1 = k - i1, j2 = k - i2;
if (j1 < 1 || j1 > m || j2 < 1 || j2 > m) continue;
int t = arr[i1][j1];
if (i1 != i2) t += arr[i2][j2];
f[k][i1][i2] = Math.max(Math.max(f[k - 1][i1 - 1][i2 - 1], f[k - 1][i1 - 1][i2]),
Math.max(f[k - 1][i1][i2 - 1], f[k - 1][i1][i2])) + t;
}
System.out.println(f[n + m][n][n]);
}
}