专栏文章
「反悔贪心」的再理解
算法·理论参与者 8已保存评论 11
文章操作
快速查看文章及其快照的属性,并进行相关操作。
- 当前评论
- 11 条
- 当前快照
- 1 份
- 快照标识符
- @mke9riuu
- 此快照首次捕获于
- 2026/01/15 01:03 2 个月前
- 此快照最后确认于
- 2026/03/08 01:23 前天
「反悔贪心」的再理解
0x00 引子
建议使用『进阶方法篇』反悔贪心系列 配合食用。
自从 CSP-S 被第一题搏杀之后,我的内心一直耿耿于怀,总想着怎么一雪前耻。在长达一周的做题和翻博客中,一个奇怪的概念逐渐在我心中长了出来,它就是 占位符。
这篇文章会系统性地盘一下占位符的概念,并尝试从原理上解释它是怎么构造出来的,以及什么时候该用它。
这也算弥补了一个遗憾吧。
0x10 无抽象占位的反悔贪心
先不管占位符那个抽象词,这章不提它,大家自己找找感觉,看看占位符到底是啥。
我们先从几道题入手,搞清楚反悔贪心大概是个什么工作原理。
提起反悔贪心,祖师爷级别的题目必须是:
[P4053 JSOI2007] 建筑抢修
这道题过于经典了,以至于很多小朋友都会做~~(我到现在才会)~~。
贪心的本质是什么,在我看来,是要用局部最优解去代换全局最优解,原因是全局最优解的时间复杂度太高了,我们只能退而求其次。然而有的时候局部最优解并不能代表全局最优解,那么贪心就废掉了。然而真的废了吗?实际上并没有。
贪心的本质是局部最优解,全局最优解的代表是 DP 和拓扑排序,两者的差距还挺大的。那我们可以估算一下,是否局部最优解和全局最优解之间差的不是特别大,就是可以通过一步 或者简单的修改,可以将局部最优解转换成全局最优解。
这道题就是一个典型。
我们考虑贪心去搞这个东西。怎么贪心呢?把所有的建筑最后的时间排一个序,然后从前往后找,到哪里就算到哪里了。
然而这个东西很容易被卡掉。
看这个数据:
CPP2
100 100
5 101
5 101
你明明可以两个都搞的,但你在这里仅仅只能得到一个的价值。
那么我们考虑能不能使用一次更改让局部最优解变成全局最优解呢?
我们来考虑一下记录过去的操作,撤销过去的操作是否可行。经过我长时间的思考,发现确实可以。因为任何一个操作不会对于后面的操作造成影响,这里的造成影响指的是 时间的增加/贡献的增加会被造成影响。
于是我们使用一个大根堆来维护过去已经完成的操作,并且对于选的更烂的情况就直接
pop 和 ans-- 。接下来我们要去找个加强版。
[P2949 USACO09OPEN] Work Scheduling G
不难发现,这里只是给加了个权值,然后把原来的时间长度去掉了。
那我们将计就计,直接按照权值排序,扔进小根堆里面等着
pop 就行了。再加强一下。
P2107 小 Z 的 AK 计划
这道题简单来说就是说你有一个 的时间限制,然后每个东西可以选择拿或者不拿,拿了的话就是
的代价。其中, 是上一个拿的坐标, 很明显吧......
这道题也很版,只是代价会随时变动。
我们将计就计,把 从原来的式子里面掏出来,然后塞到 里。
这个 我们怎么处理呢?我们对于每一个新遇到的机房,直接先把它的路程加到前缀和里面,并且也把 AK 用的时间加到里面,并把 AK 的时间扔到大根堆里面,后面怎么做就不用我教了吧,聪明的孩子自己会动动手指敲个
pop 的。哦对,最后不要忘记每次循环结束后记录答案,因为他在任意一个地方都可以结束。
我们来看一个小z的AK计划的加强。
[P3545 POI 2012] HUR-Warehouse Store
这道题就是把时间换成了商品,AK的时间换成了客人要的商品的数量,走的路程变成了进的货,要维护的把最大时间变成了不能后退。
实际上好像还不太一样……算了。
因为要维护哪一个客人的需求被满足了,所以我们要同时记录一个
i 在堆里面。后面怎么扔进去,怎么 pop 这个聪明的孩子会自己动的。要不,中场休息一下~做一下 [猫粮],也许能成为有猫耳的猫娘哦~
P11628 [WC2025] 猫粮
实际上这道题也是贪心,但不是反悔贪心。放在这纯粹是为了防止你们做题做魔怔了,看见贪心就想反悔。
坏了,昨天做的今天忘了咋整,不能我的大脑变成猫娘的形状了吧……
喵~ 米纳,让我们来看看这道喵粮题吧~
(此处省略一万字发癫过程,大意就是这题是构造 + 匹配,利用随机性质去填坑,而不是先选再撤回,喵粮全被我吃了,这题撤不回来的喵。)
大分讨还是太难了,狗修金快给我几袋优质喵粮补偿我~(逃)
咳咳,刚才被盗号了。继续讲反贪。
0x20 有抽象占位符的反悔贪心
我认为各位在做过或者看过前面的题解之后,可能对于占位符已经有了一点感觉了,下面会更详细的介绍占位符这个概念。
占位符简介
我根据询问 ChatGPT 、 Copilot 、 Gemini 、 Claude 四个AI的结果,使用 Gemini 总结出了一点心得,或许能够给各位和以后的自己带来一丝触动(?
占位符实际上是反悔贪心中构造的一种虚拟决策节点。
它不代表原始问题中的实体,而是 撤销上一轮贪心决策并转向替代方案 这个复杂行为的数值化身。它将“修改历史”的操作,转化成了“在当前进行一次新的选择”。
我们观察上面的四道反贪,不难发现:
| 题目 | 占位符 | 转移 |
|---|---|---|
| 建筑抢修 | 先前建筑用时 | 直接替换 |
| work scheduling G | 先前建筑权值 | 替换并更改答案 |
| 小Z的AK计划 | AK用时 | 尝试去除后满足条件,之后替换并更改答案 |
| P3545 | 需要的货物数量 | 尝试去除后满足条件,之后替换并更改答案 |
完全一样啊。
Gemini 总结说:
占位符是反悔操作的差价凭证,其权值是“新方案收益”和“旧方案收益”的差值。
它实际上是利用了代数抵消的原理工作,它利用了 的数学性质,让看似在累加的操作变成了替换。
Gemini 比喻说:
在优先队列中,占位符是一个时光机按钮。
- 普通元素: 我现在要做这件事
- 占位符元素:我现在要撤回我刚才干的,改做另一件事
而占位符的作用有三个:
- 延迟决策 允许未来修正错误,当前可以由着性子贪心。
- 线性化逻辑 将复杂的回溯或者状态转移,转化为堆上的推入/弹出操作
- 模拟最小费用流的反向边 在图论下,占位符就是网络流中的“退流”边,选择了话,就是让流流回源点,再流向另一条路径。
CF865D Buy Low Sell High
经典的股票买卖问题。占位符的标准体现。
我们每天拿到价格 ,先把 扔进小根堆(当作买入机会)。
如果 堆顶,说明有钱赚!我们取出堆顶 ,假装赚了 。
但这里有个问题:万一我不该在今天卖,而是应该留到后面更贵的日子卖呢?
或者说,我是不是把今天当成了一个买入点更合适?
我们在
pop 掉 并计算利润的同时,要再往堆里扔一个 。这就是占位符。为什么要 push 两次?代码里通常是这样写的:
CPPq.push(p);
if(p>q.top()){
ans+=p-q.top();
q.pop();
q.push(p);
}
-
第一个
push:把今天当作一个新的买入点,以后可以卖出。 -
第二个
push:如果我们以后用了这个占位符(即把它作为买入价配对了一个更贵的 ),收益计算过程如下:中间的 奇妙地抵消了!这在物理上等价于:我们从未在第 天卖出,而是直接把 持有到了 天才卖出。这个占位符 ,就是那张“反悔并补差价”的票据。
P1484 种树 及加强版 P1792
这道题也要用到上面的占位符思想。
我们考虑直接构造占位符,
对于当前种一棵树的操作,会使得两边的树不能种。那么我撤销这个操作种两边的树的话,他们的代价是固定的,是:
那么我们在 树上操作过后,因为它的两侧 和 树不能种了,我们就将这两棵树和当前树合在一起,并将这棵树的价值改成 ,作为占位符使用。
但是用数组的话会消耗很大空间啊,咋整呢……双向链表!
请注意 P1792 这道题需要你搞一个循环,但 P1484 不需要。
接下来看一个加强版。
P3620 [APIO / CTSC2007] 数据备份
这道题不难看出来和上一个种树实际上很像,你把线化成点,选了一条线,两侧的线就不能选了,实际上和上一道题是一样的。
操作实际上没有什么不同,只是要看出来这个转化比较麻烦,如果看不出来的话就做不出来。
0x30 暴力判定法则
如果各位还没悟出来怎么判定能不能用反悔贪心,试试这个暴力方法(P3620 我就这么做的):
- 试探:我如果撤销现在的操作换成另一个,差价是多少?
- 验证:这个差价是一个固定的数吗?还是会随着其他变化乱变?
- 结论:
- 如果是固定的数(只和局部有关) 占位符能造出来 可以用反悔贪心。
- 如果算不清或者牵一发而动全身 占位符造不出来 放弃吧,直接去想 DP 或者网络流吧。
感谢各位观看本篇文章,如有疏忽还希望各位指正。
本篇文章在 Kotona 的回退博客 同时发布。
upd 26.1.14 : 改善语言风格,减少无用信息。原文在 反悔贪心 。
相关推荐
评论
共 11 条评论,欢迎与作者交流。
正在加载评论...