CSP-202309-2 坐标变换(其二)(模拟,c++,vector建二叉树)
问题描述
试题编号: | 202309-3 |
试题名称: | 梯度求解 |
时间限制: | 1.0s |
内存限制: | 512.0MB |
问题描述: | 背景 梯度下降算法中,求解函数在一点处对某一自变量的偏导数是十分重要的。小 C 负责实现这个功能,但是具体的技术实现,他还是一头雾水,希望你来帮助他完成这个任务。 问题描述 求算多元函数在一点处对某一自变量的偏导数的方法是:将函数的该自变量视为单一自变量,其余自变量认为是常数,运用一元函数求导的方法求出该偏导数表达式,再代入被求算的点的坐标即可。 例如,要求算 u=x1?x1?x2 对 x1 在 (1,2) 处的偏导数,可以将 x2 视为常数,依次应用求导公式。先应用乘法的求导公式:(x1?(x1?x2))′=x1′(x1?x2)+x1(x1?x2)′;再应用常数与变量相乘的求导公式,得到 x1′?x1?x2+x1?x2?x1′;最后应用公式 x′=1 得到 1?x1?x2+x1?x2?1。整理得 ?u?x1=2x2?x1。再代入 (1,2) 得到 ?u?x1(1,2)=4。 常见的求导公式有: (是常数)c′=0 (c是常数) x1; 输入的第一行是由空格分隔的两个正整数 n、m,分别表示要求解函数中所含自变量的个数和要求解的偏导数的个数。 输入的第二行是一个逆波兰式,表示要求解的函数 f。其中,每个元素用一个空格分隔,每个元素可能是: 一个自变量 xi,用字符 x 后接一个正整数表示,表示第 i 个自变量,其中 i=1,2,…,n。例如,x1 表示第一个自变量 x1。 输出格式 输出 m 行,每行一个整数,表示对应的偏导数对 109+7 取模的结果。即若结果为 y,输出为 k,则保证存在整数 t,满足 y=k+t?(109+7) 且 0≤k<109+7。 样例 1 输入 样例 1 输出 样例 1 说明 对 x1 求偏导得 ?u?x1=3x12+x2。代入 (2,3) 得到 ?u?x1(2,3)=15。 对 x2 求偏导得 ?u?x2=x1。代入 (3,4) 得到 ?u?x2(3,4)=3。 样例 2 输入 样例 2 输出 样例 2 说明 因为 u 中实际上不含 x1 和 x3,对这两者求偏导结果均为 0。 对 x2 求偏导得 ?u?x2=3x22?1010。 评测用例规模与约定 当计算整数 n 对 M 的模时,若 n 为负数,需要注意将结果调整至区间 [0,M) 内。 |
解析:
参考来源:第31次CCF计算机软件能力认证 - ~Lanly~ - 博客园 (cnblogs.com)
从题目中可以看逆波兰式就是表达树的后序遍历,所以我们可以利用二叉树的递归遍历进行求解。
同时,我们可以利用vector向量建立二叉树,用链表也行,但是会比较麻烦。
具体请看代码:
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<algorithm>
#include<utility>
#include<stack>
#include<queue>
#include<vector>
#include<set>
#include<math.h>
#include<map>
#include<sstream>
using namespace std;
typedef long long LL;
#define CH 1
#define CONST 2
#define OP 3
const int mod = 1e9 + 7;
int n, m;
vector<int>lc;
vector<int>rc;
vector<int>info;
vector<int>kind;
stack<int>stk;
vector<int>a(200);
// 定义递归函数 solve,计算表达式树节点的值和导数
pair<int, int> solve(int u, int x) {
if (kind[u] == CH) {
return pair<int, int>{a[info[u]], (info[u] == x)};
}
else if (kind[u] == CONST) {
return pair<int, int>{info[u], 0};
}
else {
auto lans = solve(lc[u], x), rans = solve(rc[u], x);
int sum = 0, dsum = 0;
if (info[u] == '+') {
sum = lans.first + rans.first;
dsum = lans.second + rans.second;
}
else if (info[u] == '-') {
sum = lans.first - rans.first;
dsum = lans.second - rans.second;
}
else {
sum = 1ll*lans.first * rans.first % mod;
dsum = (1ll*lans.first * rans.second%mod + 1ll*lans.second * rans.first%mod);//1ll 是一种常见的编码技巧,用于将数字字面量转换为长长整型(long long)类型。
}
sum = (sum % mod + mod) % mod;
dsum = (dsum % mod + mod) % mod;
return pair<int, int>{sum, dsum};
}
}
int main() {
cin >> n >> m;
string s;
getline(cin, s);
getline(cin, s);
int cnt = 0;
istringstream q(s);
//q 是一个 istringstream 对象,用于从字符串中读取数据。
//getline(qwq, s, ' ') 是 C++ 中的输入流操作,
//用于从输入流 qwq 中读取一行(以换行符 '\n' 结束的一行)并存储到字符串 s 中,
//直到遇到指定的分隔符(在这里是空格 ' ')为止。
while (getline(q, s, ' ')) {
if (s.size() == 1 && (s[0] == '+' || s[0] == '*' || s[0] == '-')) {
int rson = stk.top();
stk.pop();
int lson = stk.top();
stk.pop();
lc.push_back(lson);
rc.push_back(rson);
info.push_back(s[0]);
kind.push_back(OP);
stk.push(cnt);
cnt++;
}
else if (s[0] == 'x') {
int x = stoi(s.substr(1));//subStr 是从第二个字符开始的子串,stoi 将其转换为整数。
x--;
lc.push_back(-1);
rc.push_back(-1);
info.push_back(x);
kind.push_back(CH);
stk.push(cnt);
cnt++;
}
else {
int x = stoi(s);
lc.push_back(-1);
rc.push_back(-1);
info.push_back(x);
kind.push_back(CONST);
stk.push(cnt);
cnt++;
}
}
int root = stk.top();
// 处理每个查询
for (int i = 1; i <= m; i++) {
int x;
cin >> x;
x--;//由于我们是从0开始记录,所以这里要-1
for (int j = 0; j < n; j++) {
cin >> a[j];
}
cout << solve(root, x).second << endl;
}
return 0;
}
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