多边形三角剖分的最低得分问题(不同描述版本)
字数 858 2025-10-26 21:06:54
多边形三角剖分的最低得分问题(不同描述版本)
题目描述:
给定一个凸多边形,其顶点按顺时针顺序编号为0到n-1,每个顶点对应一个数值。将多边形三角剖分(即用不相交的对角线将多边形划分成若干个三角形),每个三角形的得分是三个顶点数值的乘积。求所有可能的三角剖分中,总得分的最小值。
解题过程:
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问题分析:我们需要将凸多边形分割成n-2个三角形,目标是使所有三角形得分之和最小。由于顶点编号是循环的,我们需要考虑区间动态规划。
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状态定义:设dp[i][j]表示从顶点i到顶点j(连续顶点序列)组成的凸多边形进行三角剖分的最小得分。注意i和j之间至少要有2个顶点(即j-i≥2)才能形成多边形。
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状态转移:对于区间[i,j],我们选择其中一个顶点k(i<k<j)作为三角形的顶点,将多边形分成三部分:
- 三角形(i,k,j)
- 子多边形[i,k]
- 子多边形[k,j]
状态转移方程为:dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k][j] + values[i]values[k]values[j]),其中k遍历i+1到j-1
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初始化:当区间长度小于3时(即j-i<2),无法形成三角形,得分为0
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计算顺序:按区间长度从小到大计算,从长度为2开始(即3个顶点)
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最终结果:dp[0][n-1]即为整个多边形三角剖分的最小得分
举例说明:假设有顶点数值[1, 2, 3, 4]
- 计算dp[0][2]:三角形(0,1,2)得分为1×2×3=6
- 计算dp[1][3]:三角形(1,2,3)得分为2×3×4=24
- 计算dp[0][3]:有两种剖分方式
- 三角形(0,1,3)+三角形(1,2,3):1×2×4 + 2×3×4 = 8+24=32
- 三角形(0,2,3)+三角形(0,1,2):1×3×4 + 1×2×3 = 12+6=18
取最小值18
这个算法的时间复杂度是O(n³),空间复杂度是O(n²),能高效解决凸多边形的最优三角剖分问题。