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問題 No.5007 Steiner Space Travel
コンテスト
ユーザー Edomonndo365
提出日時 2023-04-26 16:48:01
言語 PyPy3
(7.3.15)
結果
AC  
実行時間 947 ms / 1,000 ms
コード長 4,907 bytes
コンパイル時間 836 ms
コンパイル使用メモリ 87,252 KB
実行使用メモリ 83,776 KB
スコア 8,001,816
最終ジャッジ日時 2023-04-26 16:48:36
合計ジャッジ時間 31,346 ms
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（参考情報） 		judge12 / judge13
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ソースコード

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import sys
from time import time
from random import random, randrange, choice, choices
from heapq import heappop, heappush
from math import exp

START = time()
INF=10**9


def get_time(START):
    return time() - START

def dist(p1,p2):
    x1,y1=p1
    x2,y2=p2
    return (x1-x2)**2 + (y1-y2)**2

def calc(i: int, j: int):
    d = dist(Terminals[ans[i]], Terminals[ans[j]])
    if ans[i]<N: d*=5
    if ans[j]<N: d*=5
    return d

def dijkstra(s: int, g: int):
    _dist = [INF] *(N+M)
    prev = [-1]*(N+M)

    que = [(0,s)]
    _dist[s]=0
    while que:
        d, v = heappop(que)
        if _dist[v] < d:
            continue

        for nv in range(len(Terminals)):
            nd = dist(Terminals[v],Terminals[nv])
            if v<N: nd*=5
            if nv<N: nd*=5
            nd += d
            if nd < _dist[nv]:
                prev[nv] = v
                _dist[nv] = nd
                heappush(que,(nd,nv))

    res=[]
    v = g
    while v!=s:
        res.append(v)
        v = prev[v]
    return res[::-1]


def kmeansplus(k,X_):
    #=======
    #k: クラスタ数
    #X_ : データ点の座標を格納した配列
    #=======
    X = X_[:]
    clusters = [] #初期重心を管理するリスト

    #1. データから一点を選択
    centroid_id = choice([i for i in range(len(X))])
    clusters.append(X[centroid_id])
    
    X.pop(centroid_id) #選択した点を入力データのリストから除外
    
    # 4. k 個のクラスタ中心を得られるまで計算を繰り返す。
    while len(clusters) < k:
        dists = []

        #2. 各データ点 と各クラスタ中心との距離を計算し、最も近いものを取り出す
        for i in range(len(X)):
            d = INF
            for j in range(len(clusters)):
                d = min(d, dist(X[i], clusters[j]) ) #今まで見た最短距離と今見てる距離との小さい方を選択
            dists.append(d)
        
        len_dist = len(dists)
        
        #3. 確率分布にしたがって、データ点を1点選択してクラスタ中心とする。
        new_c = choices([i for i in range(len_dist)], weights=dists, k=1)[0] #確率分布から点を一点取り出す
        clusters.append(X[new_c])
        
        X.pop(new_c) #取り出した要素を消去
  
    return clusters

def calc_score(ans):
    score = 0
    for i in range(len(ans)-1):
        score += calc(i,i+1)
    return score


def probability(diff):
    start_temp=50
    end_temp=10
    temp = start_temp + (end_temp - start_temp) * get_time(START) / 0.85
    return exp(diff/temp)

# インプット
N,M=map(int,input().split())
Terminals = [list(map(int,input().split())) for _ in range(N)]

Stations = kmeansplus(M,Terminals) # k-means++法で配置
Terminals += Stations

# dijkstraで初期解をgreedyに構築
v=0
ans = [v]
visited = [False]*N
visited[v]=True

for _ in range(N-1):
    best_v = -1
    best_dist = INF
    for nv in range(N):
        if visited[nv]: continue
        d = dist(Terminals[v], Terminals[nv])
        if d < best_dist:
            best_dist = d
            best_v= nv
    assert best_v!=-1
    
    path = dijkstra(v, best_v)
    ans += path

    v = best_v
    visited[v]=True

ans += dijkstra(v,0)


# 山登り
n = len(ans)
loop_cnt = 0        
best_score = calc_score(ans)
dx=(10,-10,0,0,5,5,-5,-5)
dy=(0,0,10,-10,5,-5,5,-5)
while get_time(START) < 0.85:
    loop_cnt+=1
    p=random()
    if p<0.3:
        v1 = randrange(1,n-1)
        v2 = randrange(1,n-1)
        while v1==v2:
            v2 = randrange(1,n-1)

        ans[v1],ans[v2] = ans[v2],ans[v1]
        current_score = calc_score(ans)
        diff = best_score - current_score
        if diff>0:
            best_score = current_score
            #print("swap",current_score, file=sys.stderr)
        else:
            ans[v1],ans[v2] = ans[v2],ans[v1]
    else:
        v = randrange(N,N+M)
        original = Terminals[v][:]
        best_i = -1
        sub_best_score = best_score
        for i in range(8):
            Terminals[v][0] = original[0]+dx[i]
            Terminals[v][1] = original[1]+dy[i]
            current_score = calc_score(ans)
            if current_score < sub_best_score:
                sub_best_score = current_score
                best_i = i

        if best_i != -1:
            best_score = sub_best_score
            Terminals[v][0] = original[0]+dx[best_i]
            Terminals[v][1] = original[1]+dy[best_i]
            #print("move",best_score, file=sys.stderr)
        else:
            Terminals[v]=original[:]




# アウトプット
for pos in Terminals[N:]:
    print(*pos)
print(len(ans))
for v in ans:
    if v<N:
        print(1,v+1)
    else:
        print(2,v+1-N)

print("Score", 10**9//(1000+calc_score(ans)**0.5), file=sys.stderr)
print("Loop", loop_cnt, file=sys.stderr)
print("time:",get_time(START) * 1000, file=sys.stderr)
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