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题目

题目描述

7月17日是Mr.W的生日,ACM-THU为此要制作一个体积为Nπ的M层生日蛋糕,每层都是一个圆柱体。

设从下往上数第i(1 ≤ i ≤ M)层蛋糕是半径为Ri, 高度为Hi的圆柱。当i<M时,要求Ri>Ri+1且Hi>Hi+1。

由于要在蛋糕上抹奶油,为尽可能节约经费,我们希望蛋糕外表面(最下一层的下底面除外)的面积Q最小。

令Q= Sπ

请编程对给出的N和M,找出蛋糕的制作方案(适当的Ri和Hi的值),使S最小。

(除Q外,以上所有数据皆为正整数)

输入描述

有两行,第一行为N(N≤10000),表示待制作的蛋糕的体积为Nπ;第二行为M(M≤20),表示蛋糕的层数为M。

输出描述

仅一行,是一个正整数S(若无解则S=0)。

示例1

输入

100
2

输出

68

备注

附:圆柱公式体积V=πR2H侧面积A’=2πRH底面积A=πR2

题解

知识点:DFS。

用dfs枚举每一层遍历所有可行状态,到最后一层更新答案。

但实际上需要做很多剪枝操作:

  1. 现有表面积+剩余体积能够形成的最小表面积(r最大)>=ans 说明不是最优的直接剪掉
  2. 现有表面积+不考虑体积形成的最小表面积>=ans 说明不是最优的剪掉
  3. 现有体积+形成最小体积>要求体积 说明不可行剪掉
  4. 预处理最小表面积和最小体积

时间复杂度 \(O(?)\)

空间复杂度 \(O(m)\)

代码

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int n, m;
int mins[27], minv[27];
int ans = ~(1 << 31); void dfs(int rmax, int hmax, int step, int S = 0, int V = 0) {
if (step == 0) {
if (V == n) ans = min(ans, S);
return;
} if (S + 2 * (n - V) / rmax >= ans) return;///S+符合体积的最小表面积>ans
if (V + minv[step] > n) return;///V+最小体积>n
if (S + mins[step] >= ans) return;///S+最小表面积>=ans for (int i = rmax;i >= step;i--) {
for (int j = hmax;j >= step;j--) {
if (i * i * j + V > n) continue;
if (step == m) S = i * i;
dfs(i - 1, j - 1, step - 1, S + 2 * i * j, V + i * i * j);
}
}
} int main() {
std::ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);
cin >> n >> m;
for (int i = 1;i <= m;i++) {
mins[i] = mins[i - 1] + 2 * i * i;
minv[i] = minv[i - 1] + i * i * i;
}
dfs((int)sqrt(n / m), n / m / m, m);
if (ans > 3 * n) cout << 0 << '\n';
else cout << ans << '\n';
return 0;
}

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