NOIP2009《最优贸易》解题报告 - By LTL
ltl2011/06/01软件综合 IP:福建
这是我高一的时候NOIP2009提高组的第三题,赛场上直接A了,于是就省一了,也让我还能在信息组混到现在,虽然时间有点久了,不过还是写一下作为纪念。
代码是我当时还以Pascal为主的时候写的,貌似论坛上有些OIer是Pascal选手,相信这样就没有阅读障碍了吧。
(感觉Pascal实在是缺乏C++的美……)

【问题描述】

C 国有 n 个大城市和 m 条道路,每条道路连接这 n 个城市中的某两个城市。任意两个 城市之间最多只有一条道路直接相连。这 m 条道路中有一部分为单向通行的道路,一部分 为双向通行的道路,双向通行的道路在统计条数时也计为 1 条。 C 国幅员辽阔,各地的资源分布情况各不相同,这就导致了同一种商品在不同城市的价 格不一定相同。但是,同一种商品在同一个城市的买入价和卖出价始终是相同的。 商人阿龙来到 C 国旅游。当他得知同一种商品在不同城市的价格可能会不同这一信息 之后,便决定在旅游的同时,利用商品在不同城市中的差价赚回一点旅费。设 C 国 n 个城 市的标号从 1~ n,阿龙决定从 1 号城市出发,并最终在 n 号城市结束自己的旅行。在旅游的 过程中,任何城市可以重复经过多次,但不要求经过所有 n 个城市。阿龙通过这样的贸易方 式赚取旅费:他会选择一个经过的城市买入他最喜欢的商品——水晶球,并在之后经过的另 一个城市卖出这个水晶球,用赚取的差价当做旅费。由于阿龙主要是来 C 国旅游,他决定 这个贸易只进行最多一次,当然,在赚不到差价的情况下他就无需进行贸易。 假设 C 国有 5 个大城市,城市的编号和道路连接情况如下图,单向箭头表示这条道路 为单向通行,双向箭头表示这条道路为双向通行。

假设 1~n 号城市的水晶球价格分别为 4,3,5,6,1。 阿龙可以选择如下一条线路:1->2->3->5,并在 2 号城市以 3 的价格买入水晶球,在 3 号城市以 5的价格卖出水晶球,赚取的旅费数为 2。 阿龙也可以选择如下一条线路 1->4->5->4->5,并在第 1 次到达 5 号城市时以 1 的价格 买入水晶球,在第 2 次到达 4 号城市时以 6 的价格卖出水晶球,赚取的旅费数为 5。

现在给出 n个城市的水晶球价格,m条道路的信息(每条道路所连接的两个城市的编号 以及该条道路的通行情况) 。请你告诉阿龙,他最多能赚取多少旅费。

【输入】

输入文件名为 XXXXXXXX。

第一行包含 2 个正整数 n 和 m,中间用一个空格隔开,分别表示城市的数目和道路的 数目。

第二行 n 个正整数,每两个整数之间用一个空格隔开,按标号顺序分别表示这 n 个城 市的商品价格。

接下来 m行, 每行有 3 个正整数, x, y, z, 每两个整数之间用一个空格隔开。 如果 z=1, 表示这条道路是城市 x到城市 y之间的单向道路;如果 z=2,表示这条道路为城市 x 和城市 y之间的双向道路。

【输出】

输出文件 trade.out 共1 行, 包含 1 个整数, 表示最多能赚取的旅费。 如果没有进行贸易, 则输出 0。

【输入输出样例】

5 5

4 3 5 6 1

1 2 1

1 4 1

2 3 2

3 5 1

--------------------------------------------------------------------------------

4 5 2

5

【数据范围】

输入数据保证 1 号城市可以到达 n号城市。

对于 10%的数据,1≤n≤6。

对于 30%的数据,1≤n≤100。

对于 50%的数据,不存在一条旅游路线,可以从一个城市出发,再回到这个城市。

对于 100%的数据,1≤n≤100000,1≤m≤500000,1≤x,y≤n,1≤z≤2,1≤各城市 水晶球价格≤100。

=========================================================我是华丽分割线=========================================================

题意简述:

在一张有n个点,m条边的图中,任意两个点之间最多只有一条路直接相连。这 m 条道路中有一部分为有向,一部分无向。同一种商品在不同点的价格不一定相同。求从点1出发经过点n的路线中通过一次买卖能赚取的最大差价。

算法描述:

该题有多种做法,例如SPFA,缩圈DP,但像缩圈这样的东西已经超出了NOIP的考察范围,在此暂不讨论,接下来讲一讲SPFA的思路。

看到这样的题,第一反应就是图论题,而且是道求某种最值的题,于是在NOIP的范围内立刻就能想到最短路。然而题目要的是最大值,不是最小值,怎么办?其实最短路算法能求的不仅仅只是最短路。以两点之间差价为边权构图,可以发现这题要求的是一条经过n的路径中一段连续路径的最大值,而且路径中可能有负权边,加上数据范围是100000,可知用SPFA最合适。

普通的SPFA是每次从队列中取出一个点,从它开始更新,对比当前最短路与已知最短路,若当前最短路小,那么就更新最短路估计值,并将被更新的点入队,该过程称为“Relax”。那么将其推广开来,用f[i,0,0]表示到i的最优值,f[i,0,1]表示贸易路径(就是整条路径中进行贸易的那一段)以i结尾的最优值(由于只能贸易一次,所以要用一条以i结尾的贸易路径来推出下一条贸易路径),将f的第二个参数(f[i,□,1])改成1表示的含义与以上相同,只不过路径必须经过n。这样一来,设j为与i相邻之点(即存在Edge[i,j])就可以用f[i,0,0]和f[i,0,1]推出f[j,0,0],用f[i,0,1]推出f[j,0,1],同理,当第二个参数为1时一样转移,即可得出结果。最后输出Max{f[i,1,0]}(1<=i<=n)。

当然SPFA不但可以像这样基于边,还可以基于点,有兴趣的OIer可以自行研究。

My Code:

program trade;
const
    FileName='trade';
    MaxN=100000;
    MaxM=500000;
var
    n,m,EdgeNum,QHead,QTail,Ans:longint;
    Price,Head:array[0..MaxN]of longint;
    Next,Target,v,Queue:array[0..MaxM*2]of longint;
    Flag,Used:array[0..MaxN]of boolean;
    f:array[0..MaxN,0..1,0..1]of longint;

procedure AddEdge(const x,y,c:longint);
begin
    inc(EdgeNum);
    Next[EdgeNum]:=Head[x];
    Head[x]:=EdgeNum;
    Target[EdgeNum]:=y;
    v[EdgeNum]:=c;
end;

procedure Init;
var
    i,x,y,z:longint;
begin
    readln(n,m);
    for i:=1 to n do
        read(Price[i]);
    for i:=1 to m do
    begin
        readln(x,y,z);
        AddEdge(x,y,Price[y]-Price[x]);
        if z=2 then AddEdge(y,x,Price[x]-Price[y]);
    end;
end;

procedure InQueue(const x:longint);
begin
    if Flag[x] then exit;
    inc(QTail);
    Queue[QTail]:=x;
    Flag[x]:=True;
end;

function OutQueue(var x:longint):boolean;
begin
    if QHead=QTail then exit(False);
    inc(QHead);
    x:=Queue[QHead];
    Flag[x]:=False;
    exit(True);
end;

procedure SPFA;
var
    x,i:longint;
begin
    InQueue(1);
    for i:=1 to n-1 do
    begin
        f[i,1,0]:=-(Maxlongint shr 1);
        f[i,1,1]:=-(Maxlongint shr 1);
    end;
    while OutQueue(x) do
    begin
        i:=Head[x];
        while i>0 do
        begin
            if f[x,0,0]>f[Target[i],0,0] then
            begin
                f[Target[i],0,0]:=f[x,0,0];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            if f[x,0,1]+v[i]>f[Target[i],0,0] then
            begin
                f[Target[i],0,0]:=f[x,0,1]+v[i];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            if f[x,0,1]+v[i]>f[Target[i],0,1] then
            begin
                f[Target[i],0,1]:=f[x,0,1]+v[i];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            ///////////////////////////////////////////
            if Target[i]=n then
            begin
                if f[x,0,0]>f[Target[i],1,0] then
                begin
                    f[Target[i],1,0]:=f[x,0,0];
                    InQueue(Target[i]);
                end;
                if f[x,0,1]+v[i]>f[Target[i],1,0] then
                begin
                    f[Target[i],1,0]:=f[x,0,1]+v[i];
                    InQueue(Target[i]);
                end;
                if f[x,0,1]+v[i]>f[Target[i],1,1] then
                begin
                    f[Target[i],1,1]:=f[x,0,1]+v[i];
                    InQueue(Target[i]);
                end;
            end;
            ///////////////////////////////////////////
            if f[x,1,0]>f[Target[i],1,0] then
            begin
                f[Target[i],1,0]:=f[x,1,0];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            if f[x,1,1]+v[i]>f[Target[i],1,0] then
            begin
                f[Target[i],1,0]:=f[x,1,1]+v[i];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            if f[x,1,1]+v[i]>f[Target[i],1,1] then
            begin
                f[Target[i],1,1]:=f[x,1,1]+v[i];
                InQueue(Target[i]);
            end;
            ///////////////////////////////////////////
            if not Used[Target[i]] then
            begin
                InQueue(Target[i]);
                Used[Target[i]]:=True;
            end;
            i:=Next[i];
        end;
    end;
end;

procedure Print;
var
    i:longint;
begin
    for i:=1 to n do
        if f[i,1,0]>Ans then Ans:=f[i,1,0];
    writeln(Ans);
end;

begin
    assign(input,FileName+'.in');
    assign(output,FileName+'.out');
    reset(input);
    rewrite(output);
    Init;
    SPFA;
    Print;
    close(input);
    close(output);
end.
+800  科创币    科创网    2011/06/02 良好教程
来自:计算机科学 / 软件综合
13
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~~空空如也
ltl 作者
13年8个月前 IP:未同步
297563
虽然现在看起来是道基础题,不过对于冲刺NOIP的同学们相信还是会有帮助的
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4king
13年8个月前 IP:未同步
297651
我觉得pascal是可读性最强的了,c++这个括号那个括号的,蛋疼死了,还有什么 i++
for还写成 for(int i=1 ; i<99 ; i++)这种,这让没接触过这种语法的人咋看啊,还有函数头什么的,w我勒个去蛋疼死了……

当然这是见仁见智的看法,反正我个人觉得编程语言这种东西没啥美的,看的懂最重要……
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ltc
13年8个月前 IP:未同步
297658
同楼上
我的感觉就是pascal十分接近自然语言才一直用pascal 的
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ltl作者
13年8个月前 IP:未同步
297663
那说明还没掌握代码的精髓

C++的代码无限美,写起来有一种特殊的爽感

Pascal一个简单的东西要表达的那么长,还什么高级特性都没有,真的很难用。等搞软工的时候还会发现者东西不支持面向对象(用Delphi的除外,不过这种东西也就只能开发一点小工具之类的)
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ltl作者
13年8个月前 IP:未同步
297754
引用第2楼4king于2011-06-01 18:55发表的  :
我觉得pascal是可读性最强的了,c++这个括号那个括号的,蛋疼死了,还有什么 i++
for还写成 for(int i=1 ; i<99 ; i++)这种,这让没接触过这种语法的人咋看啊,还有函数头什么的,w我勒个去蛋疼死了……

当然这是见仁见智的看法,反正我个人觉得编程语言这种东西没啥美的,看的懂最重要……

看代码至少要大致了解这种语言的语法吧………………而且如果只是要看懂常见的C++,应该学10min就可以学会了吧……

程序毕竟不是写给别人当自然语言看的……
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warmonkey
13年8个月前 IP:未同步
297757
ADA很像是pascal的继任者,据说有逻辑严谨等等好处,阿利亚纳五号火箭控制电脑软件就是用这个写的。
可实际上pascal/ADA的软件比C/C++的更容易挂,如果不使用任何动态特性,C写的软件几乎没有崩溃的可能性
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ltl作者
13年8个月前 IP:未同步
297759
使用了也没什么问题(如果能熟练掌握C++的话)
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13年8个月前 IP:未同步
297760
当然……还存在着一些由于太过自由导致的神奇问题,比如达夫设备那样的程序
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warmonkey
13年8个月前 IP:未同步
297762
动态特性一个是执行时间不可预测,另外一个是逻辑分析困难,需要小心一些。
平时用用new/malloc之类的没什么问题,OS的进步使得系统没那么容易崩溃了
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ltl作者
13年8个月前 IP:未同步
297797
是啊,貌似我的系统很坚挺……其实有一个系统组件一天要崩溃一千多次………………只不过都在后台崩溃后台重启了……感觉不是很明显…………Win太久没重装就这鸟样……
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warmonkey
13年8个月前 IP:未同步
297882
LS说的很有意思,其实可靠性很大程度上就是在重试中提高的。
linux的外设驱动很喜欢重试,插个u盘能用dmesg看到3-5次初始化过程。
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ltl作者
13年8个月前 IP:未同步
297889
总有一种被歪楼的感觉……为什么NOIP解题报告会聊到了系统可靠性………………
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