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  • [BZOJ4198][NOI2015]荷马史诗

    Description

    追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷马

    Allison 最近迷上了文学。她喜欢在一个慵懒的午后,细细地品上一杯卡布奇诺,静静地阅读她爱不释手的《荷马史诗》。但是由《奥德赛》和《伊利亚特》组成的鸿篇巨制《荷马史诗》实在是太长了,Allison 想通过一种编码方式使得它变得短一些。
    一部《荷马史诗》中有 n 种不同的单词,从 1 到 n 进行编号。其中第 i 种单词出现的总次数为 wi。Allison 想要用 k 进制串 si 来替换第 i 种单词,使得其满足如下要求:
    对于任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si 不是 sj 的前缀。
    现在 Allison 想要知道,如何选择 si,才能使替换以后得到的新的《荷马史诗》长度最小。在确保总长度最小的情况下,Allison 还想知道最长的 si 的最短长度是多少?
    一个字符串被称为 k 进制字符串,当且仅当它的每个字符是 0 到 k−1 之间(包括 0 和 k−1)的整数。
    字符串 Str1 被称为字符串 Str2 的前缀,当且仅当:存在 1≤t≤m,使得 Str1=Str2[1..t]。其中,m 是字符串 Str2 的长度,Str2[1..t] 表示 Str2 的前 t 个字符组成的字符串。

    Input

    输入文件的第 1 行包含 2 个正整数 n,k,中间用单个空格隔开,表示共有 n 种单词,需要使用 k 进制字符串进行替换。

    接下来 n 行,第 i+1 行包含 1 个非负整数 wi,表示第 i 种单词的出现次数。

    Output

    输出文件包括 2 行。

    第 1 行输出 1 个整数,为《荷马史诗》经过重新编码以后的最短长度。
    第 2 行输出 1 个整数,为保证最短总长度的情况下,最长字符串 si 的最短长度。

    Sample Input

    4 2
    1
    1
    2
    2

    Sample Output

    12
    2

    HINT

    用 X(k) 表示 X 是以 k 进制表示的字符串。
    一种最优方案:令 00(2) 替换第 1 种单词,01(2) 替换第 2 种单词,10(2) 替换第 3 种单词,11(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:


    1×2+1×2+2×2+2×2=12
    最长字符串 si 的长度为 2。


    一种非最优方案:令 000(2) 替换第 1 种单词,001(2) 替换第 2 种单词,01(2) 替换第 3 种单词,1(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:


    1×3+1×3+2×2+2×1=12
    最长字符串 si 的长度为 3。与最优方案相比,文章的长度相同,但是最长字符串的长度更长一些。


    对于所有数据,保证 2≤n≤100000,2≤k≤9。


    选手请注意使用 64 位整数进行输入输出、存储和计算。

    肯定是把出现次数最多的放在离根最近的,

    所以是让你求k叉的哈夫曼树的带权路径长度之和, 和树高。

    哈夫曼树的建造师每次把k个最小的树根拿出来合并一下然后放回去...可以百度一下哈夫曼树的建造。

    最后会留下一个树根。

    注意如果一开始没有让哈夫曼树满,那么就要加空节点来使哈夫曼树树变成满的k叉树。


    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <queue>
    using namespace std;
    #define int long long
    #define gc getchar()
    inline int read(){
        int res=0;char ch=gc;
        while(!isdigit(ch))ch=gc;
        while(isdigit(ch)){res=(res<<3)+(res<<1)+(ch^48);ch=gc;}
        return res;
    }
    #undef gc
    int n, k, cnt;
    struct date{
        int hight, val;
        friend bool operator < (date a, date b)
        {
            if (a.val == b.val) return a.hight > b.hight;
            return a.val > b.val;
        }
    };
    priority_queue <date> q;
    int w[1000005];
    int ans;
    
    signed main()
    {
        n = read(), k = read();
        for (int i = 1 ; i <= n ; i ++) w[i] = read();
        for (int i = 1 ; i <= n ; i ++)
            q.push((date){1, w[i]});
        if ((n-1)%(k-1) != 0) cnt = k - 1 - (n-1) % (k-1);
        for (int i = 1 ; i <= cnt ; i ++) 
            q.push((date){1, 0});
        cnt+=n;
        while (cnt > 1)
        {
            int mh = 0, res = 0;
            for (int i = 1 ; i <= k ; i ++)
            {
                res += q.top().val;
                mh = max(mh, q.top().hight);
                q.pop();
            }
            ans += res;
            q.push((date){mh + 1, res});
            cnt -= k - 1;
        }
        printf("%lld
    %lld
    ", ans, q.top().hight-1);
    }
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