Problem:
Problem D: Tunnel

Problem

横軸$x$、縦軸$y$の$xy$平面上に$n$個の長方形がある。$i$番目の長方形は、高さ$h_i$、幅$1$であり、頂点は点$(i-1, 0)$、点$(i-1, h_i)$、点$(i, h_i)$、点$(i, 0)$である。

あなたは$n$個の正の整数$y_1, y_2, ... y_n$を選び、以下の$n$回の操作を行う。

(1) 1回目の操作では、点$(0, 1)$と点$(1, y_1)$を結ぶ線分を引く。

(2) $i$回目$(2 \le i \le n)$の操作では、点$(i-1, y_{i-1})$と点$(i, y_i)$を結ぶ線分を引く。

$i$回目の操作に対し、$S_i$を以下のように定める。

$i$回目の操作で引いた線分の$x$座標が小さい方の端点をA、$x$座標が大きい方の端点をBとする。

また、点$(i-1, 0)$をC、点$(i-1, h_i)$をD、点$(i, h_i)$をE 、点$(i, 0)$をFとする。

台形ABFCと長方形DEFCの非共通部分の面積を$S_i$とする。

以下に５つの例を示す。

それぞれの例における$S_i$は星マークを含む領域の面積の合計である。

$S = S_1 + S_2 + … + S_n$を最小化するような$y_1, y_2, ... y_n$を求め、$S$の最小値を出力せよ。

Input

入力は以下の形式で与えられる。

$n$
$h_1$ $h_2$ $...$ $h_n$

入力はすべて整数で与えられる。

Constraints

入力は以下の条件を満たす。

$2 \leq n \leq 150 $

$1 \leq h_i \leq 150 $

Output

$S$の最小値を1行に出力せよ。

ただし、$10^{−5}$ までの絶対誤差または相対誤差は許容される。

Sample Input 1

2
5 3

Sample Output 1

2.83333333

Sample Input 2

3
6 1 4

Sample Output 2

6.25000000

Sample Input 3

7
3 1 9 2 2 5 1

Sample Output 3

12.37500000

Solution in C# (judge verdict: Accepted)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.IO;
using SB = System.Text.StringBuilder;
//using System.Text.RegularExpressions;
//using System.Globalization;
//using System.Diagnostics;
using static System.Console;
using System.Numerics;
using static System.Math;
using pair = Pair<int, int>;

class Program
{
    static void Main()
    {
        //SetOut(new StreamWriter(OpenStandardOutput()) { AutoFlush = false });
        new Program().solve();
        Out.Flush();
    }
    readonly Scanner cin = new Scanner();
    readonly int[] dd = { 0, 1, 0, -1, 0 }; //→↓←↑
    readonly int mod = 1000000007;
    readonly int dom = 998244353;
    bool chmax<T>(ref T a, T b) where T : IComparable<T> { if (a.CompareTo(b) < 0) { a = b; return true; } return false; }
    bool chmin<T>(ref T a, T b) where T : IComparable<T> { if (b.CompareTo(a) < 0) { a = b; return true; } return false; }

    void solve()
    {
        int N = cin.nextint;
        var H = cin.scanint;

        var dp = new double[N + 1][];
        int M = 350;
        for (int i = 0; i < dp.Length; i++)
        {
            dp[i] = new double[M];
            for (int j = 0; j < M; j++)
            {
                dp[i][j] = double.MaxValue / 3;
            }
        }
        dp[0][1] = 0;
        for (int i = 0; i < N; i++)
        {
            for (int j = 1; j < M; j++)
            {
                for (int k = 1; k < M; k++)
                {
                    if (H[i] <= Min(j, k))
                    {
                        chmin(ref dp[i + 1][k], dp[i][j] + (double)(j + k - H[i] * 2) / 2);
                        continue;
                    }
                    else if (Max(j, k) <= H[i])
                    {
                        chmin(ref dp[i + 1][k], dp[i][j] + (double)(H[i] * 2 - j - k) / 2);
                        continue;
                    }
                    int s = H[i] - Min(j, k);
                    int t = Max(j, k) - H[i];
                    chmin(ref dp[i + 1][k], dp[i][j] + (double)(t * t + s * s) / (s + t) / 2);
                }
            }
        }

        //WriteLine(dp[1][3]);
        //for (int i = 0; i < M; i++)
        //{
        //    WriteLine(dp[1][i]);
        //}
        WriteLine(dp[N].Min().ToString("F6"));
    }

}


static class Ex
{
    public static void join<T>(this IEnumerable<T> values, string sep = " ") => WriteLine(string.Join(sep, values));
    public static string concat<T>(this IEnumerable<T> values) => string.Concat(values);
    public static string reverse(this string s) { var t = s.ToCharArray(); Array.Reverse(t); return t.concat(); }

    public static int lower_bound<T>(this IList<T> arr, T val) where T : IComparable<T>
    {
        int low = 0, high = arr.Count;
        int mid;
        while (low < high)
        {
            mid = ((high - low) >> 1) + low;
            if (arr[mid].CompareTo(val) < 0) low = mid + 1;
            else high = mid;
        }
        return low;
    }
    public static int upper_bound<T>(this IList<T> arr, T val) where T : IComparable<T>
    {
        int low = 0, high = arr.Count;
        int mid;
        while (low < high)
        {
            mid = ((high - low) >> 1) + low;
            if (arr[mid].CompareTo(val) <= 0) low = mid + 1;
            else high = mid;
        }
        return low;
    }
}

class Pair<T, U> : IComparable<Pair<T, U>> where T : IComparable<T> where U : IComparable<U>
{
    public T f; public U s;
    public Pair(T f, U s) { this.f = f; this.s = s; }
    public int CompareTo(Pair<T, U> a) => f.CompareTo(a.f) != 0 ? f.CompareTo(a.f) : s.CompareTo(a.s);
    public override string ToString() => $"{f} {s}";
}

class Scanner
{
    string[] s; int i;
    readonly char[] cs = new char[] { ' ' };
    public Scanner() { s = new string[0]; i = 0; }
    public string[] scan => ReadLine().Split();
    public int[] scanint => Array.ConvertAll(scan, int.Parse);
    public long[] scanlong => Array.ConvertAll(scan, long.Parse);
    public double[] scandouble => Array.ConvertAll(scan, double.Parse);
    public string next
    {
        get
        {
            if (i < s.Length) return s[i++];
            string st = ReadLine();
            while (st == "") st = ReadLine();
            s = st.Split(cs, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
            i = 0;
            return next;
        }
    }
    public int nextint => int.Parse(next);
    public long nextlong => long.Parse(next);
    public double nextdouble => double.Parse(next);
}