输油管道问题--递归
问题描述
某石油公司计划建造一条由东向西的主输油管道。该管道要穿过一个有n口油井的油田。从每口油井都要有一条输油管道沿最短路经(或南或北)与主管道相连。
如果给定n口油井的位置,即它们的x坐标(东西向)和y坐标(南北向),应如何确定主管道的最优位置,即使各油井到主管道之间的输油管道长度总和最小的位置?
给定n口油井的位置,编程计算各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和。
输入
第1行是一个整数n,表示油井的数量(1≤n≤10 000)。
接下来n行是油井的位置,每行两个整数x和y
(﹣10 000≤x,y≤10 000)。
输出
各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和。
输入样例
5
1 2
2 2
1 3
3 -2
3 3
输出样例
6
解题思路:
设n口油井的位置分别为
,i=1~n。由于主输油管道是东西向的,因此可用其主轴线的y坐标唯一确定其位置。主管道的最优位置y应该满足:
由中位数定理可知,y是中位数。
算法1:对数组a排序(一般是升序),取中间的元素。
int n; //油井的数量
int x; //x坐标,读取后丢弃
int a[1000]; //y坐标
cin>>n;
for(int k=0;k<n;k++)cin>>x>>a[k];
sort(a,a+n); //按升序排序
//计算各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和
int min=0;
for(int i=0;i<n;i++)min += (int)fabs(a[i]-a[n/2]);
cout<<min<<endl;
算法2:采用分治策略求中位数。
int n; //油井的数量
int x; //x坐标,读取后丢弃
int a[1000]; //y坐标
cin>>n;
for (int i=0; i<n; i++)cin>>x>>a[i];
int y = select(0, n-1, n/2); //采用分治算法计算中位数
//计算各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和
int min=0;
for(int i=0;i<n;i++)min += (int)fabs(a[i]-y);
cout<<min<<endl;
//select子函数(详情请见https://blog.csdn.net/qq_53549930/article/details/123240562)
int select(int left, int right, int k)
{//找到了第k小的元素if (left >= right) return a[left];int i = left; //左侧int j = right+1; //右侧int pivot = a[left]; //把最左侧的元素作为分界数据while (true) //快速排列交换数据循环{do { //左侧i = i+1;} while (a[i] < pivot);do { //右侧j = j-1;} while (a[j] > pivot);if (i >= j) break;swap(a[i], a[j]);}if (j-left+1 == k) return pivot;a[left] = a[j];a[j] = pivot;if (j-left+1 < k)//对一个段进行递归调用return select(j+1, right, k-j+left-1); //找右边else return select(left, j-1, k); //找左边
}
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