多边形三角剖分的最低得分问题(边权重乘积版本)
字数 747 2025-10-30 23:46:49
多边形三角剖分的最低得分问题(边权重乘积版本)
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,每个顶点有一个权重值。将多边形三角剖分成若干个三角形,每个三角形的得分是三个顶点权重的乘积。求所有三角形得分之和的最小值。
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,使得所有三角形得分之和最小。这是一个典型的区间动态规划问题,因为最优解包含子问题的最优解。
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状态定义:定义dp[i][j]表示从顶点i到顶点j(按顺时针顺序)形成的子多边形进行三角剖分的最小得分总和。注意:i和j之间至少有一个顶点才能形成有效的子多边形。
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状态转移:对于子多边形i-j,我们选择其中一个顶点k(i < k < j)作为三角形的顶点,这样将子多边形分成三部分:
- 三角形i-k-j
- 子多边形i-k
- 子多边形k-j
状态转移方程:dp[i][j] = min(dp[i][k] + dp[k][j] + weights[i]weights[k]weights[j]),其中k从i+1到j-1遍历
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初始化:当子多边形只有两个顶点时(即i和j相邻),无法形成三角形,dp[i][j] = 0
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计算顺序:按照子区间的长度从小到大计算,从长度为2开始(即3个顶点形成的三角形),直到长度为n-1(整个多边形)
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最终结果:dp[0][n-1]即为整个凸多边形三角剖分的最小得分
举例说明:考虑五边形,顶点权重为[1, 2, 3, 4, 5]
- 计算所有可能的三角剖分方式,找到得分之和最小的方案
- 通过DP表格自底向上计算,确保每个子问题只计算一次
这个算法的时间复杂度为O(n³),空间复杂度为O(n²),能高效解决中等规模的多边形三角剖分问题。