[JSOI2004]平衡点 / 吊打XXX - 洛谷
题意:
如图:有n个重物,每个重物系在一条足够长的绳子上。每条绳子自上而下穿过桌面上的洞,然后系在一起。图中X处就是公共的绳结。假设绳子是完全弹性的(不会造成能量损失),桌子足够高(因而重物不会垂到地上),且忽略所有的摩擦。
问绳结X最终平衡于何处。
注意:桌面上的洞都比绳结X小得多,所以即使某个重物特别重,绳结X也不可能穿过桌面上的洞掉下来,最多是卡在某个洞口处。
输入:
文件的第一行为一个正整数n(1≤n≤1000),表示重物和洞的数目。接下来的n行,每行是3个整数:Xi.Yi.Wi,分别表示第i个洞的坐标以及第 i个重物的重量。(-10000≤x,y≤10000, 0<w≤1000 )
输出:
你的程序必须输出两个浮点数(保留小数点后三位),分别表示处于最终平衡状态时绳结X的横坐标和纵坐标。两个数以一个空格隔开。
题解:
模拟退火模型
第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解;为便于后续的计算和接受,减少算法耗时,通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法,如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等,注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构,因而对冷却进度表的选取有一定的影响。
第二步是计算与新解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生,所以目标函数差的计算最好按增量计算。事实表明,对大多数应用而言,这是计算目标函数差的最快方法。
第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则,最常用的接受准则是Metropolis准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S,否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。
第四步是当新解被确定接受时,用新解代替当前解,这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现,同时修正目标函数值即可。此时,当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时,则在原当前解的基础上继续下一轮试验。
模拟退火算法与初始值无关,算法求得的解与初始解状态S(是算法迭代的起点)无关;模拟退火算法具有渐近收敛性,已在理论上被证明是一种以概率收敛于全局最优解的全局优化算法;模拟退火算法具有并行性。
应用:
模拟退火算法的应用很广泛,可以求解NP完全问题,但其参数难以控制,其主要问题有以下三点:
(1) 温度T的初始值设置问题。 温度T的初始值设置是影响模拟退火算法全局搜索性能的重要因素之一、初始温度高,则搜索到全局最优解的可能性大,但因此要花费大量的计算时间;反之,则可节约计算时间,但全局搜索性能可能受到影响。实际应用过程中,初始温度一般需要依据实验结果进行若干次调整。
(2) 退火速度问题。 模拟退火算法的全局搜索性能也与退火速度密切相关。一般来说,同一温度下的“充分”搜索(退火)是相当必要的,但这需要计算时间。实际应用中,要针对具体问题的性质和特征设置合理的退火平衡条件。
(3) 温度管理问题。 温度管理问题也是模拟退火算法难以处理的问题之一。实际应用中,由于必须考虑计算复杂度的切实可行性等问题,常采用如下所示的降温方式:式中k为正的略小于1.00的常数,t为降温的次数。 !
/*keep on going and never give up*/
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
#define ll long long
#define fast std::ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);
inline int read()
{int x=0,k=1; char c=getchar();while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')k=-1;c=getchar();}while(c>='0'&&c<='9')x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=getchar();return x*k;
}
const double E = exp(1);
const double PI = acos(-1.0);
const int mod=1e9+7;
const int maxn=2e3+10;
struct QwQ{int x,y,w;
}a[maxn];
int n,sx,sy;
double ansx,ansy,ans=1e18,t;
const double de=0.996;
double cal(double x,double y){double res=0;for(int i=1;i<=n;i++){double tx=x-a[i].x,ty=y-a[i].y;res+=sqrt(tx*tx+ty*ty)*a[i].w;}return res;
}
void sa(){double x=ansx,y=ansy;t=3000;while(t>1e-15){double xx=x+((rand()<<1)-RAND_MAX)*t;double yy=y+((rand()<<1)-RAND_MAX)*t;double now=cal(xx,yy);double d=now-ans;if(d<0){x=xx,y=yy,ansx=x,ansy=y,ans=now;}else if(exp(-d/t)*RAND_MAX>rand()) x=xx,y=yy;t*=de;}
}
void solve(){ansx=(double)sx/n,ansy=(double)sy/n;ans=cal(ansx,ansy);sa();sa();sa();sa();
}
signed main() {//srand(233333); srand(rand()); srand(rand()); n=read();for (int i=1;i<=n;i++) {a[i].x=read(),a[i].y=read(),a[i].w=read();sx+=a[i].x,sy+=a[i].y;}solve();printf("%.3f %.3f\n",ansx,ansy);}
ps:哈哈玄学算法,交了十发才过........