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描述
给定一个凸多边形的N个顶点。你需要在凸多边形内找到M个点,使得这M个点也围成一个凸多边形,并且围成的面积尽可能大。
输入
第一行包含两个整数N和M,意义如前文所述。
接下来N行,每行两个整数Ai和Bi,表示按照逆时针顺序排列的凸多边形顶点坐标。
对于30%的数据,满足N<=5
对于100%的数据,满足N<=100
对于100%的数据,满足3<=M
《凸多边形》题目分析
本题可以用动态规划解决。
如上图所示,我们把凸多边形的N个顶点按顺序编号0~N-1。
f[i][j][k]表示起点是i,最后一个点是j的k边形,面积最大是多少。
转移方程:
f[i][j][k] = max{f[i][j][k],f[i][l][k-1] + S(i, l, j) | i < l < j}
其中S(i, l, j)是三角形ilj的面积。l是我们枚举的第k-1个点。
复杂度O(N^4)。
另外这道题还有一种”随机乱搞”的做法。
1) 首先随机选择M个点,计算当前M边形的面积。
2) 然后枚举一对点A和B,其中A是选中的点,B不是选中的点。
3) 如果改成选B不选A,能使多边形面积变大,就改选并重新计算面积。
4) 重复枚举一对点的过程,直到无法通过改选使面积增大。
5) 重复若干次随机选择初始M个点的过程。取其中最大能达到的面积。
有个数学技巧就是海伦公式:
S=p∗(p−a)∗(p−b)∗(p−c)‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾√
S
=
p
∗
(
p
−
a
)
∗
(
p
−
b
)
∗
(
p
−
c
)
其中
p
p
<script type="math/tex" id="MathJax-Element-50">p</script> 是周长的一半
#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
using namespace std;
double f[105][105][105];
int N,M;
typedef struct node
{
int x,y;
}node;
node A[105];
double dist(node a, node b)
{
double res = (a.x - b.x)*(a.x - b.x) + (a.y - b.y)*(a.y - b.y);
return sqrt(res);
}
double S(double a,double b, double c)
{
double p = 0.5*(a + b + c);
double res = p*(p-a)*(p-b)*(p-c);
return sqrt(res);
}
int main()
{
cin >> N >> M;
int x,y;
for (int i = 0; i < N; ++i)
cin >> A[i].x >> A[i].y;
double res = 0;
memset(f,0,sizeof(f));
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = i+2; j < N; ++j) {
for (int k = 3; k <= M; ++k ){
for (int l = i+1; l < j; ++l) {
double a = dist(A[i],A[j]);
double b = dist(A[i],A[l]);
double c = dist(A[j],A[l]);
f[i][j][k] = max(f[i][j][k],f[i][l][k-1] + S(a,b,c));
if (k == M) res = max(res,f[i][j][M]);
}
}
}
}
cout<<fixed<<setprecision(2)<<res<<endl;
return 0;
}