优化圆周多边形选点,动态规划求最大面积
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更新于2024-07-13
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本课程资料是关于动态规划在求解圆和多边形问题中的应用,题目源于《算法艺术与信息学竞赛》中的第ZJUxxx题,名为"圆和多边形"。该问题背景是:给定一个圆和圆周上的N个点,目标是选择M个点连成一个M边形,并按圆周顺序排列,使得形成的多边形面积最大。通过动态规划方法来解决这个问题,关键在于设计合适的状态和状态转移方程。
动态规划是一种递归求解最优化问题的方法,它通过将原问题分解为更小的子问题,然后存储子问题的解,避免重复计算,从而提高效率。在这个特定的问题中,可以定义以下状态:
1. **状态变量**:
- `d[i,j]` 表示从第i个到第j个点之间的子串,构造一个满足规则的括号序列(如'('和')'、'['和']'对齐)所需的最少添加括号数量。
2. **状态转移方程**:
- 当子串`S`的形式为`(S')`或`[S']`时,意味着子串已经满足括号规则,因此`d[i+1,j-1]`即为其所需添加的括号数。
- 如果`S`的形式为`(S' or [S'])`,则可能需要额外添加一个括号来确保闭合,所以`d[i+1,j] + 1`。
- 如果`S`仅由两个独立的部分组成,如`(S') or S'`,那么两个部分分别需要添加的括号数之和加上一个额外的闭合括号,即`d[i,j-1] + 1`。
- 对于长度大于1的子串,可能需要分别计算两个子串的添加括号数,然后相加,即`d[i,k] + d[k]`。
3. **策略**:
- 从子串的起点开始,逐步向终点推进,根据当前子串的结构更新`d`数组,直到覆盖所有可能的子串组合。
- 在过程中,要不断优化选择,每一步都考虑如何添加括号以最小化总的添加数量,从而最大化最终多边形的面积。
通过这种方法,可以构建出一个高效的动态规划解决方案,解决给定圆上点的选择问题,找到最优的M边形组合。这不仅锻炼了对动态规划的理解,也展示了算法在实际问题中的应用,如图形学、几何优化等领域。
2021-10-06 上传
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