典型图论问题求解

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发表于 2024-9-1 17:56:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
【题目描述】
小H发明了一个跳格子的游戏,地板上画了排成一排的n个格子,并以1…n按顺序编号。他规定第i个格子可以跳到第1到第i-1个格子中的任一个,且每个格子有一个不一定相同的反方向的跳跃度a,代表第i个格还可以跳到第i+1到i+a个格子中的任一个。现在小H指定其中的一个格子,问从这个格子开始,最少需要连续踩几次格子(起始的格子也算在内),可以跳到第n个格子的后方,即若第k个格子有k+a>n,那么从第k个格子就可以跳到第n个格子的后方。
【输入格式】
输入的第1行包含两个正整数n,m,为格子的数目以及询问的次数。
第2行包含n个正整数,第i个正整数为a,即第i个格子向反方向最大跳跃的长度。
第3行包含了m个正整数,为询问从哪一个格子开始,最少要几次跳到第n个格子的后方。
数字之间用空格隔开。
【输出格式】
输出包含1行,这一行有m个正整数,对于每一个询问,输出最少需要踩的格子数,数字之间用空格隔开。 行末换行且没有多余的空格。
【样例输入#1】
5 5
2 4 1 1 1
1 2 3 4 5
【样例输出#1】
2 1 2 2 1
【样例解释#1】
若从第1个格子开始则跳到第2个格子,接着就可以跳到第n个格子的后方。
若从第3个格子开始则同样跳到第2个格子。
若从第4个格子开始可以跳到第2个格子或最后一个格子,接着跳出第n个格子,答案同样为2。
【数据规模】
对于20%的数据,有n≤10;
对于40%的数据,有n≤100,m≤10;
对于60%的数据,有n≤1000,a≤1000,m≤500;
对于100%的数据,有n≤100000,a≤n,m≤50000


回复:
这个问题是一个典型的图论问题,可以通过动态规划(Dynamic Programming, DP)来解决。我们可以使用一个数组 dp 来存储从第 i 个格子出发到达第 n 个格子后方的最少跳跃次数。
算法步骤如下:
初始化一个数组 dp,大小为 n+1,其中 dp 表示从第 i 个格子出发到达第 n 个格子后方的最少跳跃次数。初始时,除了 dp[n] 为 0(因为已经在第 n 个格子后面了),其余都设为无穷大(可以用一个非常大的数表示)。
遍历每个格子 i 从 1 到 n,对于每个格子,计算 dp 的值。对于每个格子 i,有两种可能的跳跃方式:
向前跳:从 i 跳到 1 到 i-1 之间的某个格子 j,然后利用 dp[j] 的值加上 1(因为还要跳一次到 j)。
向后跳:从 i 跳到 i+1 到 i+a 之间的某个格子 k,如果 k 大于 n,则直接到达后方,dp 为 1;否则,利用 dp[k] 的值加上 1。
对于每个格子 i,更新 dp 为上述两种跳跃方式中的最小值。
对于每个询问,输出 dp 数组中对应格子的值。
下面是伪代码的实现:
function minJumps(n, a, queries):
    dp = array of size n+1, fill with infinity
    dp[n] = 0
    for i from 1 to n:
        dp = 1  # 至少需要1步跳到自己
        for j from 1 to i-1:
            if i-j <= a[i-1]:  # 可以向后跳到j
                dp = min(dp, dp[j] + 1)
        for k from i+1 to min(n, i+a):
            if k > n:  # 直接到达后方
                dp = min(dp, 1)
            else:
                dp = min(dp, dp[k] + 1)
    return [dp[q-1] for q in queries]

注意:在实际编程实现中,需要考虑数组的下标从0开始,以及如何高效地处理大量数据和查询。这个算法的时间复杂度是 O(n^2),对于大规模数据可能需要进一步优化。
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