在 CSP-S 备考的 2 - 3 个月强化训练阶段,专题突破是非常关键的一环。其中,凸包 Trick 是一个极具价值的知识点。
凸包 Trick 主要是在动态规划中利用凸包的性质来优化状态转移。凸包可以分为上凸壳和下凸壳。
先来说说凸包的概念。凸包可以简单理解为在一个平面上,给定一些点,用一条线把其中的一部分点连接起来,使得其他点都在这些线的同一侧,并且这条线的长度最短。
在动态规划中,斜率优化常常借助凸包的性质。例如,在一些问题中,我们需要维护一个单调队列来处理状态转移。对于下凸壳,其斜率是单调递增的;上凸壳则相反,斜率单调递减。
以“任务调度问题”为例来推导转移方程。假设我们有 n 个任务,每个任务有特定的执行时间和截止时间。我们的目标是在满足截止时间的前提下,使总的等待时间最短。
定义状态 dp[i] 表示完成前 i 个任务的最小等待时间。
对于第 i 个任务,我们可以考虑在前 j 个任务完成后开始执行(j < i)。那么状态转移方程可以表示为:
dp[i] = min{dp[j] + cost(j+1, i)}
其中 cost(j+1, i) 表示从第 j + 1 个任务到第 i 个任务的等待时间。
为了优化这个过程,我们可以利用凸包 Trick。通过维护一个下凸壳的单调队列,只考虑队列中的元素来进行状态转移,大大减少了计算量。
学习凸包 Trick ,首先要深入理解凸包的概念和性质,可以通过画图来直观感受。对于动态规划中的状态转移方程,要仔细分析每个状态的含义和相互关系。多做一些相关的练习题,比如经典的“加工生产调度问题”“分组背包问题”等,通过实际操作来加深对凸包 Trick 的应用能力。
总之,在 CSP-S 备考的强化训练阶段,掌握凸包 Trick 及其应用对于解决一些复杂的动态规划问题非常有帮助,希望大家能够通过精心的学习和练习,熟练运用这一技巧,提升自己的解题水平。
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