【题意】
一个包装运输公司,只生产一种容量为L的包装盒。如果要装容量为X的物品,则需要花钱修改包装盒的尺寸,花费为(X - L)^2。
现在有N个物品需要装入包装盒,每个物品的容量为Ci。
(1)、可以多个物品装入一个包装盒
(2)、同一个包装盒的物品编号必须是连续的
(3)、同个包装盒的物品排成直线,相邻两个物品之间要加一块容量为1的隔板。
目标:总花费最小。
【输入格式】
第一行两个整数,分别为N和L。
下来N个数字Ci,按编号从小到大输入每个物品的容量。
1<=N<=50000,1<=L,Ci<=10^7
【输出格式】
一个整数,总花费的最小值。
【样例输入】
5 4
3 4 2 1 4
【样例输出】
1
f[i]表示1~i的最小花费。
f[i]=min(f[j]+(sum[i]-sum[j]+i-(j+1)-L)^2) (j<i)
f[i]=min(f[j]+(sum[i]+i-sum[j]-j-1-L)^2) (j<i)
令s[i]=sum[i]+i,L=1+L
则f[i]=min(f[j]+(s[i]-s[j]-L)^2)
1.证明决策单调性
假设j1<j2<i,在状态i处的j2决策不比j1决策差(心里想着淘汰j1),
即要满足:f[j2]+(s[i]-s[j2]-L)^2<f[j1]+(s[i]-s[j1]-L)^2
则对于i后的所有状态t,是否j2也不比就j1差?(术语:证明决策单调性)
即f[j2]+(s[t]-s[j2]-L)^2 < f[j1]+(s[t]-s[j1]-L)^2
容易理解s[t]=s[i]+v
所以得到(1)不等式:f[j2]+(s[i]-s[j2]-L+v)^2<f[j1]+(s[i]-s[j1]-L+v)^2
因为已知(2)不等式:f[j2]+(s[i]-s[j2]-L )^2<f[j1]+(s[i]-s[j1]-L )^2
所以化简(1)不等式:把s[i]-s[j2]-L看成一个整体,v看成一个整体,得到
f[j2]+(s[i]-s[j2]-L )^2 +2*v*(s[i]-s[j2]-L)+v^2 <f[j1]+(s[i]-s[j1]-L )^2+2*v*(s[i]-s[j1]-L)+v^2
比较(2)不等式:
左边多了一部分:2*v*(s[i]-s[j2]-L)+v^2
右边多了一部分:2*v*(s[i]-s[j1]-L)+v^2
所以我们只需要证:
2*v*(s[i]-s[j2]-L)+v^2<=2*v*(s[i]-s[j1]-L)+v^2
即:(s[i]-s[j2]-L) <= (s[i]-s[j1]-L)
即: -s[j2] <= -s[j1]
即:s[j1]<s[j2]这是肯定的,所以得证。
总结:对于当前i:j2比j1好,那么对于t(i<t)来说一样:j2一样比j1好,
所以当前i选择j2,淘汰j1,以后的t也不会在j2存在的时候选择j1,
所以i的时候就可以永久淘汰j1.
2.求斜率方程:
因为f[j2]+(s[i]-s[j2]-L)^2 < f[j1]+(s[i]-s[j1]-L)^2
展开:
f[j2]+(s[i]-L)^2-2*(s[i]-L)*s[j2]+s[j2]^2<f[j1]+(s[i]-L)^2-2*(s[i]-L)*s[j1]+s[j1]^2
即f[j2]-2*(s[i]-L)*s[j2]+s[j2]^2<f[j1]-2*(s[i]-L)*s[j1]+s[j1]^2
即f[j2]+s[j2]^2-2*(s[i]-L)*s[j2]<=f[j1]+s[j1]^2-2*(s[i]-L)*s[j1]
即[ (f[j2]+s[j2]^2)-(f[j1]+s[j1]^2) ] < 2*(s[i]-L)*s[j2]-2*(s[i]-L)*s[j1]
即[ (f[j2]+s[j2]^2)-(f[j1]+s[j1]^2) ] /(s[j2]-s[j1]) < 2*(s[i]-L)
对于j来说:
制造的点坐标
Y=f[j]+s[j]^2
X=s[j]
我们用队列list在存有意义的决策点,list中相邻两点的斜率递增(队列中的点形成一个下凸壳),而且都
大于2*(s[i]-L),那么队列头对于i来说就是最优决策点。
加入决策i时,令队尾为list[tail],前一个为list[tail-1]
斜率函数slop(点1,点2)
满足: slop(list[tail-1],list[tail]) > slop(list[tail],i) 时,
那么队尾list[tail]在三者(list[tail-1],list[tail],i)对于未来的t绝对不会是最优的策略,所以将
其弹出tail--;
最后遇到了:slop(list[tail-1],list[tail]) < slop(list[tail],i),保证了队列的相邻两点的斜率递
增所以加入i: list[++tail]=i;