Задание №18 — Задачи на динамику для таблиц

#69281Задание №18ФИПИ

Реляционные базы данных

Квадрат разлинован на N × N клеток (1 < N < 17). Исполнитель Робот может перемещаться по клеткам, выполняя за одно перемещение одну из двух команд: вправо или вниз. По команде вправо Робот перемещается в соседнюю правую клетку, по команде вниз  — в соседнюю нижнюю. При попытке выхода за границу квадрата Робот разрушается. Перед каждым запуском Робота в каждой клетке квадрата лежит монета достоинством от 1 до 100. Посетив клетку, Робот забирает монету с собой; это также относится к начальной и конечной клетке маршрута Робота.
Определите максимальную и минимальную денежную сумму, которую может собрать Робот, пройдя из левой верхней клетки в правую нижнюю. В ответ запишите два числа друг за другом без разделительных знаков  — сначала максимальную сумму, затем минимальную. Исходные данные представляют собой электронную таблицу размером N × N, каждая ячейка которой соответствует клетке квадрата.

Пример входных данных:

1	8	8	4
10	1	1	3
1	3	12	2
2	3	5	6

Для указанных входных данных ответом должна быть пара чисел:

52612_18

Правильный ответ

1204 502

Пояснение

Решение:

Робот ходит только вправо и вниз, поэтому в любую клетку он приходит либо сверху, либо слева и ни одной клетки не проходит дважды. Значит, работает динамическое программирование: для каждой клетки достаточно хранить максимальную и минимальную суммы, которые можно накопить, дойдя до неё из левой верхней клетки.

Пусть $a_{ij}$ — номинал монеты в клетке, $M_{ij}$ и $m_{ij}$ — максимальная и минимальная накопленные суммы. Тогда $M_{ij}=\max(M_{i-1,j},\,M_{i,j-1})+a_{ij}$ и $m_{ij}=\min(m_{i-1,j},\,m_{i,j-1})+a_{ij}$ , причём соседняя клетка учитывается только тогда, когда между ней и текущей нет стены. Для левой верхней клетки $M_{11}=m_{11}=a_{11}$ .

В этом варианте внутренних стен нет: Робот ограничен только границами квадрата. Поле в приложенном файле имеет размер $10\times10$ , поэтому пересчёт идёт по обычным формулам, без дополнительных проверок.

Скопируем содержимое таблицы в текстовый файл 18.txt (числа разделены пробелами или знаками табуляции) и обработаем его программой.

f = open('18.txt')
a = [[int(x) for x in s.split()] for s in f]
N = len(a)

# внутренних стен нет
def wall_down(i, j):
    return False

def wall_right(i, j):
    return False

MX = [[0] * N for i in range(N)]   # максимум, накопленный к клетке
MN = [[0] * N for i in range(N)]   # минимум
for i in range(N):
    for j in range(N):
        if i == 0 and j == 0:
            MX[i][j] = MN[i][j] = a[0][0]
            continue
        v = []
        if i > 0 and not wall_down(i - 1, j):
            v.append((MX[i - 1][j], MN[i - 1][j]))
        if j > 0 and not wall_right(i, j - 1):
            v.append((MX[i][j - 1], MN[i][j - 1]))
        MX[i][j] = max(x for x, y in v) + a[i][j]
        MN[i][j] = min(y for x, y in v) + a[i][j]

print(MX[N - 1][N - 1], MN[N - 1][N - 1])

Программа выводит 1204 502: максимальная сумма равна 1204, минимальная — 502. По условию сначала записывается максимальная сумма, затем минимальная. Ответ: 1204 502