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問題 No.5007 Steiner Space Travel
ユーザー ococonomy1ococonomy1
提出日時 2023-04-28 18:55:53
言語 C++17
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
RE  
実行時間 -
コード長 12,549 bytes
コンパイル時間 2,176 ms
コンパイル使用メモリ 133,716 KB
実行使用メモリ 4,376 KB
スコア 4,602,158
最終ジャッジ日時 2023-04-28 18:56:22
合計ジャッジ時間 27,016 ms
ジャッジサーバーID
（参考情報） 		judge15 / judge11
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入力 結果 実行時間
実行使用メモリ
testcase_00 AC 980 ms
4,372 KB
testcase_01 AC 963 ms
4,368 KB
testcase_02 RE -
testcase_03 AC 966 ms
4,368 KB
testcase_04 TLE -
testcase_05 RE -
testcase_06 AC 986 ms
4,368 KB
testcase_07 RE -
testcase_08 AC 981 ms
4,368 KB
testcase_09 AC 957 ms
4,368 KB
testcase_10 AC 979 ms
4,368 KB
testcase_11 AC 956 ms
4,368 KB
testcase_12 AC 959 ms
4,372 KB
testcase_13 RE -
testcase_14 AC 960 ms
4,372 KB
testcase_15 RE -
testcase_16 RE -
testcase_17 AC 984 ms
4,372 KB
testcase_18 AC 957 ms
4,368 KB
testcase_19 AC 979 ms
4,368 KB
testcase_20 RE -
testcase_21 RE -
testcase_22 AC 984 ms
4,372 KB
testcase_23 AC 956 ms
4,372 KB
testcase_24 AC 957 ms
4,372 KB
testcase_25 AC 957 ms
4,368 KB
testcase_26 AC 957 ms
4,368 KB
testcase_27 RE -
testcase_28 RE -
testcase_29 AC 962 ms
4,372 KB
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コンパイルメッセージ
main.cpp: 関数 ‘void k_means(int)’ 内:
main.cpp:131:34: 警告: ‘minsoeji’ may be used uninitialized [-Wmaybe-uninitialized]
  131 |                 wakusei[i].group = minsoeji;
main.cpp:123:34: 備考: ‘minsoeji’ はここで定義されています
  123 |             int minvalue = IINF, minsoeji;
      |                                  ^~~~~~~~

ソースコード

diff # 

//#pragma GCC target("avx2")
//#pragma GCC optimize("O3")
//#pragma GCC optimize("unroll-loops")
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <set>
#include <map>
#include <cassert>
#include <cmath>
#include <tuple>
#include <queue>
#include <bitset>
using namespace std;
using lg = long long;
#define TEST clog << "TEST" << endl
#define IINF 2147483647
#define LLINF 9223372036854775807LL
#define AMARI 998244353
#define TEMOTO ((sizeof(long double) == 16) ? false : true)
#define TIME_LIMIT 950 * (TEMOTO ? 1 : 1000)
#define el '\n'
#define El '\n'

clock_t start;

//疑似乱数(XorShift)
unsigned long xor128(void) {
    static unsigned long x = 123456789, y = 362436069, z = 521288629, w = 88675123;
    unsigned long t = (x xor (x << 11));
    x = y; y = z; z = w;
    return (w = (w xor (w >> 19)) xor (t xor (t >> 8)));
}

int wakusei_num, station_num;

class planet {
public:
    int x;
    int y;
    int num;
    int group;
};

bool hikaku_rad(planet a, planet b) {
    return (atan2(a.y - 500, a.x - 500) < atan2(b.y - 500, b.x - 500));
}

int distance(int x1, int y1, int x2, int y2) {
    return ((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2));
}

int planet_distance(planet const& a, planet const& b) {
    int ans = (a.x - b.x) * (a.x - b.x);
    ans += (a.y - b.y) * (a.y - b.y);
    return ans;
}

class space_station {
public:
    int x;
    int y;
    int num;
};

int station_distance(space_station const& a, space_station const& b) {
    int ans = (a.x - b.x) * (a.x - b.x);
    ans += (a.y - b.y) * (a.y - b.y);
    return ans;
}

int output_lines = 0;
vector<planet> wakusei(100);
vector<space_station> station(8);
vector<vector<pair<int, int>>> keiro(8);
vector<int> station_junban(8);
//wakusei_group[i] = {i番目のグループに属している惑星の添え字}
vector<vector<int>> wakusei_group(8);
//tyokuset[i] = {i番目のステーションに直接つながってる惑星の添え字}
vector<vector<int>> tyokusetu(8);


//グループgのa番目とb番目の距離を返す
int planet_distance_soeji(int g, int a, int b) {
    return planet_distance(wakusei[wakusei_group[g][a]], wakusei[wakusei_group[g][b]]);
}

void get_wakusei(void){
    for (int i = 0; i < wakusei_num; i++) {
        cin >> wakusei[i].x >> wakusei[i].y;
        wakusei[i].num = i;
    }
}

void k_means(int k = 8) {
    for (int i = 0; i < wakusei_num; i++) {
        wakusei[i].group = i % k;
    }

    bool henkou = true;
    vector<int> kosuu(8, 0), xsum(8, 0), ysum(8, 0),xave(8),yave(8);
    int cnt = 0;
    while (henkou) {
        henkou = false;

        //それぞれのグループの平均点を求める
        for (int i = 0; i < wakusei_num; i++) {
            kosuu[wakusei[i].group]++;
            xsum[wakusei[i].group] += wakusei[i].x;
            ysum[wakusei[i].group] += wakusei[i].y;
        }
        for (int i = 0; i < station_num; i++) {
            if (kosuu[i]) {
                xave[i] = xsum[i] / kosuu[i];
                yave[i] = ysum[i] / kosuu[i];
            }
        }

        //それぞれの点から、最も近いグループ重心を求める
        for (int i = 0; i < wakusei_num; i++) {
            int minvalue = IINF, minsoeji;
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if (minvalue > (xave[j] - wakusei[i].x) * (xave[j] - wakusei[i].x) + (yave[j] - wakusei[i].y) * (yave[j] - wakusei[i].y)) {
                    minvalue = (xave[j] - wakusei[i].x) * (xave[j] - wakusei[i].x) + (yave[j] - wakusei[i].y) * (yave[j] - wakusei[i].y);
                    minsoeji = j;
                }
            }
            if (wakusei[i].group != minsoeji) {
                wakusei[i].group = minsoeji;
                henkou = true;
            }
        }
        cnt++;
    }
    clog << "k-means loop kaisuu is " << cnt << el;
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        station[i].x = xave[i];
        station[i].y = yave[i];
        station[i].num = i;
    }
    for (int i = 0; i < wakusei_num; i++) {
        //clog << wakusei[i]
        wakusei_group[wakusei[i].group].push_back(i);
    }
    return;
}

void station_junban_kettei(void) {
    vector<int> v(7);
    int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        if (wakusei[0].group == i) {
            continue;
        }
        v[cnt] = i;
        cnt++;
    }
    //for(int i = 0; i < 7; i++)
    int mindistance = IINF;
    vector<int> minv;
    do {
        //station[0] →station[v0]→station[v1] →...station[v7]→station[0]で行くことを考える
        int temp = station_distance(station[0], station[v[0]]) + station_distance(station[0], station[v[6]]);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            temp += station_distance(station[v[i]], station[v[i + 1]]);
        }
        if (temp < mindistance) {
            mindistance = temp;
            minv = v;
        }
    } while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
    station_junban[0] = wakusei[0].group;
    for (int i = 1; i < 8; i++) {
        station_junban[i] = minv[i - 1];
    }
    //for (int i = 0; i < 8; i++)clog << station_junban[i] << ' ';
    return;
}

//k-meansに従ってグループごとに分けたやつから初期解の経路を作る
void make_keiro_first(void) {
    bool temp = false;

    for (int i = wakusei[0].group; !temp || i != wakusei[0].group; i++) {
        vector<pair<double, int>> rad(wakusei_group[i].size());
        for (int j = 0; j < wakusei_group[i].size(); j++) {
            rad[j].first = atan2(wakusei[wakusei_group[i][j]].y - station[i].y, wakusei[wakusei_group[i][j]].x - station[i].x);
            rad[j].second = wakusei_group[i][j];
        }
        sort(rad.begin(), rad.end());
        //点1があるグループの時、惑星1から始めるよう調整する必要がある

        if (i == wakusei[0].group) {
            for (int j = 0; j < wakusei_group[i].size(); j++) {
                if (rad[j].second == 0) {
                    vector<pair<double, int>> tempv(rad.size());
                    for (int k = 0; k < rad.size(); k++) {
                        tempv[k] = rad[(j + k) % rad.size()];
                    }
                    rad = tempv;
                    //clog << rad[0].second << el;
                    break;
                }
            }
        }

        tyokusetu[i].push_back(rad[0].second);
        for (int j = 0; j < wakusei_group[i].size(); j++) {
            //clog << i << ' ' << j << el;
            //経路について、rad[0].second→rad[1].second→...といく
            //ただし、途中でステーションを経由した方がスコア的に良ければそうする
            keiro[i].push_back({ 1,rad[j].second });
            //clog << i << ' ' << j << el;
            if (j == rad.size() - 1)break;
            if (distance(wakusei[rad[j].second].x, wakusei[rad[j].second].y, wakusei[rad[j + 1].second].x, wakusei[rad[j + 1].second].y) * 5
                > distance(wakusei[rad[j].second].x, wakusei[rad[j].second].y, station[i].x, station[i].y)
                + distance(wakusei[rad[j + 1].second].x, wakusei[rad[j + 1].second].y, station[i].x, station[i].y)) {
                //惑星→惑星と行くより途中でステーションを経由した方が良い場合
                keiro[i].push_back({ 2,i });
                tyokusetu[i].push_back(rad[j + 1].second);
                tyokusetu[i].push_back(rad[j + 1].second);
            }
            else {
                
            }
            //clog << i << ' ' << j << El;
        }
        vector<int>::iterator it = unique(tyokusetu[i].begin(), tyokusetu[i].end());
        tyokusetu[i].erase(it, tyokusetu[i].end());
        if (i == 7)i -= 8;
        temp = true;
    }
}

//とりあえずシンプルな2-opt
//なんかバグってる
void keiro_2_opt(void) {
    while (clock() - start < TIME_LIMIT) {
        int group = xor128() % 8;
        //2箇所交換するところをランダムに選ぶ
        int r1 = xor128() % wakusei_group[group].size(),r2 = xor128() % wakusei_group[group].size();
        if (r1 == r2)continue;
        if (r1 > r2)swap(r1, r2);
        if (r1 == 0 || r2 + 1 == wakusei_group[group].size())continue;
        if (wakusei_group[group][r1 - 1] == 0)continue;
        //以下、r1の方が小さいとする
        //r1とr2をswapした場合のことを考える。この時、-(r1-1→r1)-(r2→r2+1)  +(r1-1→r2)+(r1→r2+1)が距離の増減である
        if (planet_distance_soeji(group,r1 - 1,r1) + planet_distance_soeji(group, r2 + 1, r2) > planet_distance_soeji(group,r1 - 1,r2) + planet_distance_soeji(group,r1,r2 + 1)) {
            
            //この時、変更後の方が小さいから、変更したい
            //r1からr2までの順番を逆順にする
            vector<pair<int,int>> temp;
            for (int i = 0; i < keiro[group].size(); i++)clog << keiro[group][i].second << ' ';
            clog << el;
            for (int i = r1; i <= r2; i++)temp.push_back(keiro[group][i]);
            for (int i = r2; i >= r1; i--)keiro[group][i] = temp[r2 - i];
            for (int i = 0; i < keiro[group].size(); i++)clog << keiro[group][i].second << ' ';
            clog << el;
            break;
        }
    }
}

//ステーションsを(dx,dy)方向に動かした時、スコアがどのくらい良くなるか
int station_move_score_diff(int s, int dx, int dy) {
    int ans = 0;
    //まず、他のステーションとの距離の差分を計算する
    if (s == 0) {
        ans -= station_distance(station[0], station[7]);
        ans -= station_distance(station[0], station[1]);

        ans += distance(station[s].x + dx, station[s].y + dy, station[7].x, station[7].y);
        ans += distance(station[s].x + dx, station[s].y + dy, station[1].x, station[1].y);
    }
    else {
        ans -= station_distance(station[s], station[s - 1]);
        ans -= station_distance(station[s], station[(s + 1) % 8]);

        ans += distance(station[s].x + dx, station[s].y + dy, station[s - 1].x, station[s - 1].y);
        ans += distance(station[s].x + dx, station[s].y + dy, station[(s + 1) % 8].x, station[(s + 1) % 8].y);
    }

    //tyokusetuの要素との距離の差分を計算する
    //こちらには5をかける
    for (int i = 0; i < tyokusetu[s].size(); i++) {
        ans -= 5 * distance(station[s].x, station[s].y, wakusei[tyokusetu[s][i]].x, wakusei[tyokusetu[s][i]].y);
        ans += 5 * distance(station[s].x + dx, station[s].y + dy, wakusei[tyokusetu[s][i]].x, wakusei[tyokusetu[s][i]].y);
    }
    return ans;
}

void yakinamasi(void) {
    while (clock() - start < TIME_LIMIT) {
        int ugokasu_station = xor128() % 8;
        //いつか焼きなましにするけど一旦は山登りで実装する
        //(x,y) →(x + dx, y + dy)
        int dx = xor128() % 11 - 5, dy = xor128() % 11 - 5;
        if (station_move_score_diff(ugokasu_station, dx, dy) < 0) {
            clog << dx << ' ' << dy << el;
            station[ugokasu_station].x += dx;
            station[ugokasu_station].y += dy;
        }

    }
}

void print_keiro(void) {
    //まず出力行数を数える
    int gyousuu = 1;
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        //雑にこうやってるが、多分微妙に違う(後で修正)
        //↑普通にgyousuuの初期値さえ考えればこれで大丈夫だが
        gyousuu += keiro[i].size() + 2;
    }
    cout << gyousuu << el;
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        if (i)cout << "2 " << station_junban[i] + 1 << el;
        for (int j = 0; j < keiro[station_junban[i]].size(); j++) {
            cout << keiro[station_junban[i]][j].first << ' ' << keiro[station_junban[i]][j].second + 1 << el;
        }
        cout << "2 " << station_junban[i] + 1 << el;
    }
    cout << "2 " << wakusei[0].group + 1 << el;
    cout << "1 1" << el;
    return;
}

void print_station(void) {
    for (int i = 0; i < station_num; i++) {
        cout << station[i].x << ' ' << station[i].y << el;
    }
}

#define MULTI_TEST_CASE false
void solve(void) {
    cin >> wakusei_num >> station_num;
    get_wakusei();
    start = clock();
    k_means(8);
    station_junban_kettei();
    make_keiro_first();
    //keiro_2_opt():
    yakinamasi();
    print_station();
    print_keiro();
    return;
}

void calc(void) {
    return;
}

int main(void) {
    cin.tie(nullptr);
    ios::sync_with_stdio(false);
    int t = 1;
    if (MULTI_TEST_CASE)cin >> t;
    while (t--) {
        solve();
    }
    calc();
    return 0;
}
0