NOIP2017 宝藏 题解报告【状压dp】

题目描述

参与考古挖掘的小明得到了一份藏宝图，藏宝图上标出了 n 个深埋在地下的宝藏屋， 也给出了这 n 个宝藏屋之间可供开发的 m 条道路和它们的长度。

小明决心亲自前往挖掘所有宝藏屋中的宝藏。但是，每个宝藏屋距离地面都很远， 也就是说，从地面打通一条到某个宝藏屋的道路是很困难的，而开发宝藏屋之间的道路 则相对容易很多。

小明的决心感动了考古挖掘的赞助商，赞助商决定免费赞助他打通一条从地面到某 个宝藏屋的通道，通往哪个宝藏屋则由小明来决定。

在此基础上，小明还需要考虑如何开凿宝藏屋之间的道路。已经开凿出的道路可以 任意通行不消耗代价。每开凿出一条新道路，小明就会与考古队一起挖掘出由该条道路 所能到达的宝藏屋的宝藏。另外，小明不想开发无用道路，即两个已经被挖掘过的宝藏 屋之间的道路无需再开发。

新开发一条道路的代价是：

L×K\mathrm{L} \times \mathrm{K}L×K

L代表这条道路的长度，K代表从赞助商帮你打通的宝藏屋到这条道路起点的宝藏屋所经过的 宝藏屋的数量（包括赞助商帮你打通的宝藏屋和这条道路起点的宝藏屋） 。

请你编写程序为小明选定由赞助商打通的宝藏屋和之后开凿的道路，使得工程总代 价最小，并输出这个最小值。

输入输出格式

输入格式：

第一行两个用空格分离的正整数 n 和 m，代表宝藏屋的个数和道路数。

接下来 m 行，每行三个用空格分离的正整数，分别是由一条道路连接的两个宝藏 屋的编号（编号为 1~n），和这条道路的长度 v。

输出格式：

输出共一行，一个正整数，表示最小的总代价。

输入输出样例

输入样例#1：
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4 5
1 2 1
1 3 3
1 4 1
2 3 4
3 4 1
 

输出样例#1：
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4

输入样例#2：
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4 5
1 2 1
1 3 3
1 4 1
2 3 4
3 4 2  

输出样例#2：
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5

说明

【样例解释1】

小明选定让赞助商打通了 1 号宝藏屋。小明开发了道路 1→21 \to
21→2，挖掘了
2 号宝 藏。开发了道路 1→41 \to 41→4，挖掘了
4 号宝藏。还开发了道路 4→34 \to 34→3，挖掘了
3 号宝 藏。工程总代价为：1×1+1×1+1×2=41
\times 1 + 1 \times 1 + 1 \times 2 = 4 1×1+1×1+1×2=4

【样例解释2】

小明选定让赞助商打通了 1 号宝藏屋。小明开发了道路 1→21 \to
21→2，挖掘了
2 号宝 藏。开发了道路 1→31 \to 31→3，挖掘了
3 号宝藏。还开发了道路 1→41 \to 41→4，挖掘了
4 号宝 藏。工程总代价为：1×1+3×1+1×1=51
\times 1 + 3 \times 1 + 1 \times 1 = 51×1+3×1+1×1=5

【数据规模与约定】

对于 20%的数据： 保证输入是一棵树，1≤n≤81
\le n \le 81≤n≤8，v≤5000v
\le 5000v≤5000
且所有的 v 都相等。

对于 40%的数据： 1≤n≤81
\le n \le 81≤n≤8，0≤m≤10000
\le m \le 10000≤m≤1000，v≤5000v
\le 5000v≤5000
且所有的 v 都相等。

对于 70%的数据： 1≤n≤81
\le n \le 81≤n≤8，0≤m≤10000
\le m \le 10000≤m≤1000，v≤5000v
\le 5000v≤5000

对于 100%的数据： 1≤n≤121
\le n \le 121≤n≤12，0≤m≤10000
\le m \le 10000≤m≤1000，v≤500000v
\le 500000v≤500000

题解

状压dp其实很明显，n<=12 考场一眼状压

我们设f[s]表示已经打通了集合s中的点的最小代价，则对于集合中所有的点的边，若能到达一个不在集合中的点v,新状态为e = s | (1 << v - 1)，则f[e] = min(f[e],f[s] + w * g[s].d[u]);

其中g[s]储存的是s状态下各点的深度，由u点转移，那么代价就是【边权】w * g[s].d[u]

但是要注意，一个最优代价可能有多种深度方案，所以g[s]实际上应该是一个表，储存多个可能的深度【考场上就没注意想】

总的复杂度是O(2 ^ n * n * m)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<algorithm>
#define LL long long int
#define REP(i,n) for (int i = 1; i <= (n); i++)
#define fo(i,x,y) for (int i = (x); i <= (y); i++)
#define Redge(u) for (int k = head[u]; k != -1; k = edge[k].next)
using namespace std;
const int maxn = 15,maxm = 2005,maxv = 1 << 13,INF = 1000000000;
 
inline int read(){
    int out = 0,flag = 1;char c = getchar();
    while (c < 48 || c > 57) {if (c == '-') flag = -1; c = getchar();}
    while (c >= 48 && c <= 57) {out = out * 10 + c - 48; c = getchar();}
    return out * flag;
}
 
int head[maxn],nedge = 0;
struct EDGE{
    int to,w,next;
}edge[maxm];
 
inline void build(int u,int v,int w){
    edge[nedge] = (EDGE) {v,w,head[u]};
    head[u] = nedge++;
    edge[nedge] = (EDGE) {u,w,head[v]};
    head[v] = nedge++;
}
 
int f[maxv],n,m,mv;
 
struct node{
    int d[maxn];
    node() {memset(d,0,sizeof(d));}
    node(int u) {memset(d,0,sizeof(d)); d[u] = 1;}
};
 
vector<node> g[maxv];
 
void solve(){
    for (int i = 1; i <= mv; i++) f[i] = INF;
    for (int i = 1; i <= n; i++){
        g[1 << (i - 1)].push_back(node(i));
        f[1 << (i - 1)] = 0;
    }
    int to,e,t;
    for (int s = 1; s <= mv; s++){
        for (int i = 1; i <= n; i++){
            if ((s | (1 << (i - 1))) == s){
                Redge(i){
                    to = edge[k].to;
                    e = 1 << (to - 1);
                    t = s | e;
                    if (t != s){
                        for (unsigned int l = 0; l < g[s].size(); l++){
                            if (f[t] > f[s] + edge[k].w * g[s][l].d[i]){
                                f[t] = f[s] + edge[k].w * g[s][l].d[i];
                                g[t].clear();
                                g[t].push_back(g[s][l]);
                                g[t][0].d[to] = g[s][l].d[i] + 1;
                            }else if (f[t] == f[s] + edge[k].w * g[s][l].d[i]){
                                g[t].push_back(g[s][l]);
                                g[t][g[t].size() - 1].d[to] = g[s][l].d[i] + 1;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    printf("%d\n",f[mv]);
}
 
void init(){
    fill(head,head + maxn,-1);
    n = read(); m = read(); mv = (1 << n) - 1;
    int a,b,w;
    while (m--){
        a = read(); b = read(); w = read();
        build(a,b,w);
    }
}
 
int main()
{
    init();
    solve();
    return 0;
}