n135. p7. 旅行推銷員問題
標籤 : LCS LIS
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最近更新 : 2024-08-27 04:23

內容

  旅行推銷員問題是一個經典問題,給定 $N$ 座城市,我們從一座城市出發,經過所有其它城市恰好一次,最後再返回起點城市;在所有的路線中,我們想要找到行走總距離最短的路線。大明最近在研究如何求解旅行推銷員問題,有朋友跟他提出一個推測,一條候選路線和最佳路線的結構越相似,則該候選路線的總距離會越短。

  大明對這個推測很感興趣,他想了一個分析的手法如下:

  • 首先,他定義兩條路線的結構相似度為最長共同子序列的長度。令 $X_i$ 和 $X_j$ 代表兩條路線,$Xi=[𝑥_{𝑖,1},𝑥_{𝑖,2},\dots ,𝑥_{𝑖,𝑁}]$,$Xj=[𝑥_{j,1},𝑥_{j,2},\dots ,𝑥_{j,𝑁}]$。
    若有一個 $X_i$ 和 $X_j$ 的共同子序列 $C$ 長度為 $K$,則 $C$ 可表示為 $C=[𝑥_{𝑖,𝑝_1},𝑥_{𝑖,𝑝_2},\dots ,𝑥_{𝑖,𝑝_𝐾}]=[𝑥_{j,𝑞_1},𝑥_{j,𝑞_2},\dots ,𝑥_{j,𝑞_𝐾}]$,其中 $1\le 𝑝_1<𝑝_2<\dots <𝑝_𝐾\le N$ 而且 $1\le 𝑞_1<𝑞_2<\dots <𝑞_𝐾\le N$。
    下面的圖例分別代表兩種路線 $[1,2,3,4,5,6,7,1]$ 和 $[1,3,4,5,2,6,7,1]$,它們的最長共同子序列為 $[1,3,4,5,6,7,1]$,長度為 $7$。
  • 接著,給定 $M$ 條路線 $X_1$, $X_2$, $\dots$, $X_M$,令 $d(X_i)$ 代表路線 $X_i$ 的行走總距離,$l(X^*, X_i)$ 代表最短路線 $X^*$ 和路線 $X_i$ 的結構相似度,他想找到解集合 $S=\{𝑋_{𝑠_1},𝑋_{𝑠_2},\dots ,𝑋_{𝑠_𝑅}\}$,其中 $1\le s_i\le M$,$1\le i\le R$,滿足「相似度遞增、行走總距離遞減」的性質:
    $l(X^*, 𝑋_{𝑠_𝑖})<l(X^*, 𝑋_{𝑠_{𝑖+1}})$ 而且 $d(𝑋_{𝑠_𝑖})>d(𝑋_{𝑠_{𝑖+1}})$,$1\le i\le R-1$。

  舉例來說,給定 $N=7$ 座城市,城市 $1$ 為路線起點和終點。我們有六條路線,其中第一條路線為最短路線。

 路線代號 路線內容 結構相似度 $l(X^*, X_i)$  行走總距離 $d(X_i)$
 $X_1 (X^*)$ $1,2,3,4,5,6,7,1$$8$$100$
 $X_2$ $1,7,6,5,4,3,2,1$$3$$200$
 $X_3$ $1,4,3,2,5,6,7,1$$6$$150$
 $X_4$ $1,3,4,5,2,6,7,1$$7$$120$
 $X_5$ $1,3,2,4,7,6,5,1$$5$$140$
 $X_6$ $1,6,5,4,3,2,7,1$$4$$210$


  此例中,{$X_6$, $X_4$, $X_1$} 是一個滿足性質的集合:$(4,210)\rightarrow (7,120)\rightarrow (8,100)$,其集合大小為 $3$。{$X_6$, $X_3$, $X_4$, $X_1$} 也滿足性質:$(4,210)\rightarrow (6,150)\rightarrow (7,120)\rightarrow (8,100)$,其大小為 $4$。本例中能找到滿足性質的最大集合,其大小為 $4$。

  大明認為這個 $S$ 內的解的個數越多,就越支持朋友的推測。請你撰寫一個程式,給定數個路線,計算從中能找到的最大 $S$ 的解個數。

輸入說明

  第一列有兩個整數 $N$ ($1\leq N\leq 500$) 和 $M$ ($1\leq M\leq 500$),其中 $N$ 代表城市數目,$M$ 代表候選路線的數目。接下去有 $M$ 行,代表 $M$ 條路線的資訊:每行有 $N+2$ 個以空白間隔的正整數值,第一個值為該路線的行走總距離,後續的 $N+1$ 個值代表城市編號,第一個和最後一個數必為 $1$,其它數字為介於 $2$ 和 $N$ 的整數值。測資保證只會有一個路徑有最短行走總距離。

輸出說明

  輸出所有滿足大明所要性質的解集合中的最大解集合的大小。

範例輸入 #1
7 6
100 1 2 3 4 5 6 7 1
200 1 7 6 5 4 3 2 1
150 1 4 3 2 5 6 7 1
120 1 3 4 5 2 6 7 1
140 1 3 2 4 7 6 5 1
210 1 6 5 4 3 2 7 1
範例輸出 #1
4
範例輸入 #2
7 6
200 1 7 6 5 4 3 2 1
130 1 4 3 2 5 6 7 1
120 1 3 4 5 2 6 7 1
140 1 3 2 4 7 6 5 1
210 1 6 5 4 3 2 7 1
100 1 2 3 4 5 6 7 1
範例輸出 #2
5
測資資訊:
記憶體限制: 512 MB
提示 :
標籤:
LCS LIS
出處:
110新北市資訊學科能力複賽 [管理者: liaoweichen1 ... (M_SQRT) ]

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