第九届全国青少年信息学奥林匹克联赛(N0IP2003)
2003年11月29日 提高组试题 三小时完成
题一 神经网络
【问题背景】
人工神经网络(Artificial Neural Network)是一种新兴的具有自我学习能力的计算系统,在模式识别、函数逼近及贷款风险评估等诸多领域有广泛的应用。对神经网络的研究一直是当今的热门方向,兰兰同学在自学了一本神经网络的入门书籍后,提出了一个简化模型,他希望你能帮助他用程序检验这个神经网络模型的实用性。
【问题描述】
在兰兰的模型中,神经网络就是一张有向图,图中的节点称为神经元,而且两个神经
元之间至多有一条边相连,下图是一个神经元的例子:
(对不起,图无法上传)
神经元〔编号为1)
图中,X1—X3是信息输入渠道,Y1-Y2是信息输出渠道,C1表示神经元目前的状态,
Ui是阈值,可视为神经元的一个内在参数。
神经元按一定的顺序排列,构成整个神经网络。在兰兰的模型之中,神经网络中的神
经无分为几层;称为输入层、输出层,和若干个中间层。每层神经元只向下一层的神经元
输出信息,只从上一层神经元接受信息。下图是一个简单的三层神经网络的例子。
兰兰规定,Ci服从公式:(其中n是网络中所有神经元的数目)
公式中的Wji(可能为负值)表示连接j号神经元和 i号神经元的边的权值。当 Ci大于0时,该神经元处于兴奋状态,否则就处于平静状态。当神经元处于兴奋状态时,下一秒
它会向其他神经元传送信号,信号的强度为Ci。
如此.在输入层神经元被激发之后,整个网络系统就在信息传输的推动下进行运作。
现在,给定一个神经网络,及当前输入层神经元的状态(Ci),要求你的程序运算出最后网
络输出层的状态。
【输入格式】
输入文件第一行是两个整数n(1≤n≤20)和p。接下来n行,每行两个整数,第i+1行是神经元i最初状态和其阈值(Ui),非输入层的神经元开始时状态必然为0。再下面P行,每行由两个整数i,j及一个整数Wij,表示连接神经元i、j的边权值为Wij。
【输出格式】
输出文件包含若干行,每行有两个整数,分别对应一个神经元的编号,及其最后的状
态,两个整数间以空格分隔。仅输出最后状态非零的输出层神经元状态,并且按照编号由
小到大顺序输出!
若输出层的神经元最后状态均为 0,则输出 NULL。
【输入样例】
5 6
1 0
1 0
0 1
0 1
0 1
1 3 1
1 4 1
1 5 1
2 3 1
2 4 1
2 5 1
【输出样例】
3 1
4 1
5 1
题二 侦探推理
【问题描述】
明明同学最近迷上了侦探漫画《柯南》并沉醉于推理游戏之中,于是他召集了一群同学玩推理游戏。游戏的内容是这样的,明明的同学们先商量好由其中的一个人充当罪犯(在明明不知情的情况下),明明的任务就是找出这个罪犯。接着,明明逐个询问每一个同学,被询问者可能会说:
证词中出现的其他话,都不列入逻辑推理的内容。
明明所知道的是,他的同学中有N个人始终说假话,其余的人始终说真。
现在,明明需要你帮助他从他同学的话中推断出谁是真正的凶手,请记住,凶手只有一个!
【输入格式】
输入由若干行组成,第一行有二个整数,M(1≤M≤20)、N(1≤N≤M)和P(1≤P≤100);
M是参加游戏的明明的同学数,N是其中始终说谎的人数,P是证言的总数。接下来M行,
每行是明明的一个同学的名字(英文字母组成,没有主格,全部大写)。
往后有P行,每行开始是某个同学的名宇,紧跟着一个冒号和一个空格,后面是一句证词,符合前表中所列格式。证词每行不会超过250个字符。
输入中不会出现连续的两个空格,而且每行开头和结尾也没有空格。
【输出格式】
如果你的程序能确定谁是罪犯,则输出他的名字;如果程序判断出不止一个人可能是
罪犯,则输出 Cannot Determine;如果程序判断出没有人可能成为罪犯,则输出 Impossible。
【输入样例】
3 1 5
MIKE
CHARLES
KATE
MIKE:I am guilty.
MIKE:Today is Sunday.
CHARLES:MIKE is guilty.
KATE:I am guilty.
KATE:How are you??
【输出样例】
MIKE
题三 加分二叉树
【问题描述】
设一个n个节点的二叉树tree的中序遍历为(l,2,3,…,n),其中数字1,2,3,…,n为节点编号。每个节点都有一个分数(均为正整数),记第j个节点的分数为di,tree及它的每个子树都有一个加分,任一棵子树subtree(也包含tree本身)的加分计算方法如下:
subtree的左子树的加分× subtree的右子树的加分+subtree的根的分数
若某个子树为主,规定其加分为1,叶子的加分就是叶节点本身的分数。不考虑它的空
子树。
试求一棵符合中序遍历为(1,2,3,…,n)且加分最高的二叉树tree。要求输出;
(1)tree的最高加分
(2)tree的前序遍历
【输入格式】
第1行:一个整数n(n<30),为节点个数。
第2行:n个用空格隔开的整数,为每个节点的分数(分数<100)。
【输出格式】
第1行:一个整数,为最高加分(结果不会超过4,000,000,000)。
第2行:n个用空格隔开的整数,为该树的前序遍历。
【输入样例】
5
5 7 1 2 10
【输出样例】
145
3 1 2 4 5
题四 传染病控制
【问题背景】
近来,一种新的传染病肆虐全球。蓬莱国也发现了零星感染者,为防止该病在蓬莱国
大范围流行,该国政府决定不惜一切代价控制传染病的蔓延。不幸的是,由于人们尚未完
全认识这种传染病,难以准确判别病毒携带者,更没有研制出疫苗以保护易感人群。于是,
蓬莱国的疾病控制中心决定采取切断传播途径的方法控制疾病传播。经过 WHO(世界卫
生组织)以及全球各国科研部门的努力,这种新兴传染病的传播途径和控制方法已经研究
消楚,剩下的任务就是由你协助蓬莱国疾控中心制定一个有效的控制办法。
【问题描述】
研究表明,这种传染病的传播具有两种很特殊的性质;
第一是它的传播途径是树型的,一个人X只可能被某个特定的人Y感染,只要Y不
得病,或者是XY之间的传播途径被切断,则X就不会得病。
第二是,这种疾病的传播有周期性,在一个疾病传播周期之内,传染病将只会感染一
代患者,而不会再传播给下一代。
这些性质大大减轻了蓬莱国疾病防控的压力,并且他们已经得到了国内部分易感人群
的潜在传播途径图(一棵树)。但是,麻烦还没有结束。由于蓬莱国疾控中心人手不够,同
时也缺乏强大的技术,以致他们在一个疾病传播周期内,只能设法切断一条传播途径,而
没有被控制的传播途径就会引起更多的易感人群被感染(也就是与当前已经被感染的人有
传播途径相连,且连接途径没有被切断的人群)。当不可能有健康人被感染时,疾病就中止
传播。所以,蓬莱国疾控中心要制定出一个切断传播途径的顺序,以使尽量少的人被感染。
你的程序要针对给定的树,找出合适的切断顺序。
【输入格式】
输入格式的第一行是两个整数n(1≤n≤300)和p。接下来p行,每一行有两个整数i
和j,表示节点i和j间有边相连(意即,第i人和第j人之间有传播途径相连)。其中节点
1是已经被感染的患者。
【输出格式】
只有一行,输出总共被感染的人数。
【输入样例】
7 6
1 2
1 3
2 4
2 5
3 6
3 7
【输出样例】
3