
一、问题背景
旅行家的预算是NOIP1999普及组的经典题目,考察贪心算法在实际问题中的应用。题目描述一位旅行家需要从起点到终点,途中有若干个加油站,每个加油站油价不同,要求在有限油箱容量下规划最优加油策略,使总花费最少。
二、数据结构设计
arduino
struct Station {
double distance; // 加油站距离起点的位置
double price; // 该加油站的油价
};
使用结构体存储每个加油站的信息,便于后续处理。
三、核心算法思路
- 加油站预处理 :将起点和终点也视为特殊加油站,并按距离排序
- 可达性检查:计算满油能行驶的最大距离(C*D2)
- 贪心策略:
-
- 优先寻找当前可达范围内比当前站更便宜的加油站
- 若无更便宜加油站,则在当前站加满油
- 每次只加到达下一站所需的油量
四、完整代码解析
C++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
using namespace std;
struct Station {
double distance;
double price;
};
int main() {
double D1, C, D2, P;
int N;
cin >> D1 >> C >> D2 >> P >> N;
vector<Station> stations(N+2);
stations[0] = {0, P}; // 起点加油站
for (int i = 1; i <= N; ++i) {
cin >> stations[i].distance >> stations[i].price;
}
stations[N+1] = {D1, 0}; // 终点设为虚拟加油站
// 按距离排序加油站
sort(stations.begin(), stations.end(), [](const Station& a, const Station& b) {
return a.distance < b.distance;
});
double max_distance = C * D2; // 满油能行驶的最大距离
double current_gas = 0; // 当前油量
double total_cost = 0; // 总花费
int current_station = 0; // 当前所在加油站
// 检查是否能到达第一个加油站
if (stations[1].distance > max_distance) {
cout << "No Solution" << endl;
return 0;
}
while (current_station <= N) {
// 寻找下一个比当前便宜的加油站
int next_station = current_station + 1;
double min_price = stations[current_station].price;
int cheapest_station = -1;
// 在可达范围内寻找最便宜的加油站
while (next_station <= N+1 &&
stations[next_station].distance - stations[current_station].distance <= max_distance) {
if (stations[next_station].price < min_price) {
min_price = stations[next_station].price;
cheapest_station = next_station;
break; // 找到第一个更便宜的加油站就停止
}
next_station++;
}
if (cheapest_station != -1) {
// 计算需要加的油量
double distance = stations[cheapest_station].distance - stations[current_station].distance;
double needed_gas = distance / D2 - current_gas;
if (needed_gas > 0) {
total_cost += needed_gas * stations[current_station].price;
current_gas = 0;
} else {
current_gas -= distance / D2;
}
current_station = cheapest_station;
} else {
// 没有更便宜的加油站,加满油到最远的加油站
if (stations[current_station].distance + max_distance >= D1) {
// 可以直接到达终点
double distance = D1 - stations[current_station].distance;
double needed_gas = distance / D2 - current_gas;
if (needed_gas > 0) {
total_cost += needed_gas * stations[current_station].price;
}
cout << fixed << setprecision(2) << total_cost << endl;
return 0;
}
// 检查是否能到达下一个加油站
next_station = current_station + 1;
if (next_station > N ||
stations[next_station].distance - stations[current_station].distance > max_distance) {
cout << "No Solution" << endl;
return 0;
}
// 加满油到下一个加油站
total_cost += (C - current_gas) * stations[current_station].price;
current_gas = C - (stations[next_station].distance - stations[current_station].distance) / D2;
current_station = next_station;
}
}
cout << fixed << setprecision(2) << total_cost << endl;
return 0;
}
五、常见错误与优化
- 可达性检查:必须首先检查能否到达第一个加油站
- 浮点数精度:使用double类型并控制输出精度
- 边界条件:特别注意终点处理和无解情况