Dotaz: C++ jednoduchý program nezvládá velké vstupy

[Lukáš Červený]

Příloha:

• main.cpp (2342 bytů)

Zdravím, předem se přiznávám, že se jedná o program do soutěže, nicméně funguje správně, ale neporadí si s většími vstupy. Zadání je takové:

Kevin je právě na horách a lyžuje. Stojí na vrcholu sjezdovky před svou poslední jízdou, za chvíli půjde na chatu opékat párky. Sjezdovku už dobře zná, každé místo projel snad stokrát a pamatuje si, jak se mu které líbí. Všechna jsou podle toho ohodnocená celými čísly.

    1
   2 3
  4 1 1
 2 5 0 2

Kevin by tedy chtěl, aby součet ohodnocení míst, přes která při poslední jízdě projede, byl co největší.

Na travních lyžích se dá jezdit z kopce a přitom zatáčet doleva nebo doprava. Z každé pozice na svahu se tak dá dostat na nejvýše dvě další pozice ležící pod ní.

Tvar vstupu: Pro jednoduchost bude kopec zadán po řádcích. Na prvním řádku bude číslo N udávající výšku kopce. Na dalších N řádcích bude vždy na i-tém řádku i celých čísel udávajících ohodnocení míst na kopci na i-té hladině od vrcholu, čísla budou oddělena mezerami.

Jízda doleva je v našem zápisu svahu ekvivalentní sestupu na další řádek a jízda doprava sestupu na další řádek a posunutí o pozici doprava.

Tvar výstupu: Na výstup vypište jedno celé číslo udávající maximální součet ohodnocení poslední Kevinovy jízdy z prvního řádku na libovolné místo na spodním řádku.

Program posílám v příloze. Problém je, že si poradí s kopcem vysokým 10 řádků, ale s kopcem vysokým 40 řádků už ne. A to by měl zvládnout i vstup 1000 řádků. Vstupy zapíše do pole správně, ale vrátí výsledek 0. Chyba tak musí být v rekurzivní funkci Všem předem děkuji za tipy.

---

---

Odpovědi

[kozzi]

Mam pocit ze i bez kouknuti na program si dovolim tvrdit ze sis sam odpovedels v posledni, teda vlastne predposledni vete.

[kozzi]

Tim samozrejme myslim tu rekurzi. Pokud chces aby to zvladalo vetsi vstupy tak urcite nepouzivej rekurzi.

[Kit]

Rekurze sama za to nemůže.

[kozzi]

JJ to je mozne, jak jsem psal kod jsem nestudoval, ale jen jsme vychazel s predpokladu ze rekurze je sice velmi dobre citelna, ale casto to neni idealni reseni.

[Kit]

Existuje pár algoritmů, u kterých je rekurze nepoužitelná - např. výpočet Fibonacciho posloupnosti. U některých je nevhodná, např. u výpočtu faktoriálu. Obecně však není méně efektivní než iterace v kombinaci se zásobníkem.

[Josef Kufner]

Většinou ale rekurze znamená nějakou režii navíc s voláním funkce. Najde se však hodně případů, kdy to nevadí (není to zas tak moc) a výsledný kód je mnohem jednodušší než bez ní.

[kozzi]

Tak on je problem ze rekurze se i hure optimalizuje s pohledu kompilatoru(optimalizatoru), dalsi problem s rekurzi je ze vyuziva zasobnik, ktery ma vetsinou nejak omezenou velikost. Samozrejme citelnost je velmi dulezita, takze pokud rekurze dostacuje tak bych ji zvolil taky. Bohuzel si nevzpominam na moc pripadu, kde bych rekurzi vyuzil, teda krom pripadu, kde jsme potreboval nazorne ukazat nejakej algoritmus.

[Kit]

Traverzování adresářovým stromem se typicky dělává rekurzí.

[Šangala]

Dělá, protože se počítá s konečnou velikostí, ale kapacity disků a možnosti FS tomu už taky někdy slušně zatápí.

[Martin Tůma]

Moc jsem ten program nezkoumal, ale při výšce kopce > 31 ti přeteče ten výpočt mocniny, takže bych to tipoval na problém tady. K tomu 2 poznámky - počítat mocninu dvou násobenim je šílenost, podívej se na bitové posuvy.

A za druhé - i kdyby si měl tu proměnnou 64bit a mohl alokovat tolik paměti pro to pole (což je samozřejmě nesmysl), tak stejně končíš u výšky 64... Tzn takto to opravdu řešit principielně nelze.

[Kit]

počítat mocninu dvou násobenim je šílenost, podívej se na bitové posuvy.

Slušný optimalizátor v překladači z násobení dvěma udělá bitový posun tak jak tak. Násobení dvěma je čitelnější pro programátora.

[Josef Kufner]

Akorát, že ten bitový posun lze udělat o více než jeden bit najednou. Takže místo cyklu s násobením, který tam má:

    for(int i = 0; i < exponent; i++)
    {
        vysledek *= 2;
    }

Lze napsat jen toto:

vysledek <<= exponent;

[kozzi]

Coz moderni optimalizator dokaze taky :), ale kazdopadne tady uz bych nemluvil o tom ze to je citelnejsi a nebo ze se na to da zcela spolehnout.

[Kit]

Ten zdroják jsem nezkoumal, druhý zápis je jistě přehlednější. Předpokládal jsem spíš posun o jeden bit a použití Hornerova schématu, u kterého by to vyšlo nastejno.

[kozzi]

Pokud muzu neco doporucit, tak asi toto: cti to radek po radku, hodnotu po hodnote. Vzdy si pamatuj predchozi radek a ten pricitej k tomu dalsimu co ctes tak jak je treba dle zadani a u posledniho radku vyber maximum.

dnes jsem unavenej zitra poslu pseudo kod

[karl82]

Pseudokód je třeba na wikipedii - jde o obyčejný BFS.

[kozzi]

Tak nakonec misto pseudo jsem to napsal v jazyku D. Jsem uz unaveny takze nerucim zcela za spravnost:

import std.stdio;
import std.algorithm;
import std.conv;

enum MAX_ROW_COUNT = 1000;
enum BUF_SIZE = 65535;

void main(string[] args)
{
	int[MAX_ROW_COUNT] row;
	char[] buf = new char[BUF_SIZE];
	auto f = File("test.txt");
	size_t len, rowCount;
	while((len = f.readln(buf)) != 0) {
		int lastVal = row[0];
		char[] rowData = buf[0 .. len];
		size_t index = 0;
		foreach (val; rowData.splitter(' ').map!(a=>parse!int(a))) {
			int tmp = row[index];
			row[index] = lastVal + val;
			lastVal = tmp;
			++index;
		}
		++rowCount;
	}
	writeln(minCount!("a > b")(row[0 .. rowCount])[0]); // seems wierd but minCount return maximum :)
}

[kozzi]

Samozrejme je to spatne, toto by melo byt lepsi

import std.stdio;
import std.algorithm;
import std.conv;

enum MAX_ROW_COUNT = 1000;
enum BUF_SIZE = 65535;

void main(string[] args)
{
	int[MAX_ROW_COUNT] row;
	char[] buf = new char[BUF_SIZE];
	auto f = File("test.txt");
	size_t len, rowCount;
	int[2] lastVal;
	while((len = f.readln(buf)) != 0) {
		char[] rowData = buf[0 .. len];
		size_t index = 0;
		foreach (val; rowData.splitter(' ').map!(a=>parse!int(a))) {
			lastVal[index%2] = row[index];
			row[index] = max(lastVal[0] + val, lastVal[1] + val);
			++index;
		}
		++rowCount;
	}
	writeln(reduce!("max(a,b)")(row[0 .. rowCount]));
}

[Lukáš Červený]

Děkuji všem za rady. Jsem ještě začátečník, a abych pravdu řekl, tak jsem z Vašich odpovědí pořád nepochopil, proč mi program nefunguje :) Kód, který napsal Kozzi nemůžu použít, protože pracuji v c++ a ani mu pořádně nerozumím, abych ho přepsal.

[Radek Isa]

Tak prinejmensim by jsi si mel neco nastudovat neco o umele inteligenci aspon zakladni algoritmy BFS nebo DFS. Ja osobne bych pro tento problem pouzil DFS, abych nemusel ukladat tolik uzlu v pameti.

[Josef Kufner]

DFS se na to nehodí, neboť dostáváš uzly po "vrstvách". Naopak s dobře udělaným BFS, nebo spíš lehkou modifikací Dijkstry to bude nejefektivnější. Stačí načítat řádek po řádku, sčítat hodnoty a brát vždy maximum z dvou možných hodnot na předchozím řádku. Výška stromu je předem známa díky odsazení vrcholu, takže si lze potřebné pole alokovat předem.

[Radek Isa]

aha ja si neprecetl cele zadani.. to staci mit tolik jaka je viska stromu a pamatovat si maximu.. (+2) pro uzly pro ktere se bude zrovna vybirat maximu..

[Lukáš Červený]

Příloha:

• main.cpp (1860 bytů)

brát vždy maximum z dvou možných hodnot na předchozím řádku

Toto nechápu. Vždyť na posledním řádku můžu dostat hodnotu, která bude větší, než všechny ostatní součty, tzn. že bude největší právě tato cesta. Těmto algoritmům nerozumím, ale ten svůj jsem přepracoval, takže hodnoty neukládá do pole. Nyní dělá toto: Prochází cesty úplně vlevo a sčítá. Až dojde na konec rozhodne, zda je součet větší, než zatím největší nalezení, případně ho zapíše. Následně se vrátí o vrstvu výš a vezme cestu vpravo, atd. atd. Pokud můžu mít dotaz, tak pořád nemůžu pochopit, proč mám číst vstup po řádcích. Původně jsem takový systém měl. Přečetl řádek, sečetl všechny kombinace, a ty zapsal do pole. Nakonec našel v poli největší hodnotu. Ten jsem ale přepracoval, protože se mi zdál zbytečně složitý. Díky za trpělivost a případné odpovědi :) V příloze posílám zdrojový kód.

[Tarmaq]

Vzdy te zajima maximum, ke kteremu se dalo dojit na predchozim radku. Mozna to ukazu na dodanem prikladu:

    1
   2 3
  4 1 1
 2 5 0 2

Po zpracovani 1. radku [1]
Po zpracovani 2. radku [3, 4] = [2+1, 3+1]
Po zpracovani 3. radku [7, 5, 5] = [4+3, 1+4, 1+4]
Po zpracovani 4. radku [9, 12, 5, 7] = [2+7, 5+7, 0+5, 2+5]

[Lukáš Červený]

Jé, už mi to docvaklo :) Díky moc.

[kozzi]

JJ presne, to je vice mene to co dela muj kod, teda on alokuje zbytecne protoze nevyuiva informace o tom kolik realne radku tam bude.

[Šangala]

Mocnina dvojky je mocná

              2^40    = 1 099 511 627 776 * sizeof(int) = 4TiB RAM pro druhé pole
maximum int = 2^31 -1 =     2 147 483 647 * sizeof(int) = 8GiB RAM pro druhé pole
   ALE narveš tam jen třicetjedničku (to je daň za nulu ):
                            1 073 741 824 * sizeof(int) = 4GiB RAM pro druhé pole

¡31 je max! - na 64bit systému (omezení int) na 32 bit s PAE je to 29 bez PAE 29 nebo 28 (omezení systému) - zjednodušeně
¿Máš 4TiB paměti pro 40?

Zadej si 32 je docela pravděpodobné, že ti to vyhodí std::bad_alloc, bo fce mocninaDvojky() vrátí -2147483648 a to jaksi alokovat nelze.

Co se děje pokud tam zadáš vyšší číslo a mocnina se přetočí na nějaké kladné číslo, tak se mi nechce domýšlet co se tam vlastně děje - každopádně „kraviny“.

[Lukáš Červený]

Díky za odpověď :) Když jsem si to pořádně rozmyslel, tak mi došlo, že je to hloupost :)