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  • 洛谷 P3644 [APIO2015]八邻旁之桥(对顶堆维护中位数)

    题面传送门

    题意:
    一条河将大地分为 (A,B) 两个部分。两部分均可视为一根数轴。
    (n) 名工人,第 (i) 名的家在 (x_i) 区域的 (a_i) 位置,公司在 (y_i) 区域的 (b_i) 位置。
    现在你可以建立 (k) 座桥,在 (x) 位置建立一座桥可以连接 (A) 区域的 (x) 位置和 (B) 区域的 (x) 位置,桥长为 (1) 个单位长度。
    (d_i) 为第 (i) 名工人从家到公司走过的最短距离,求 (D=d_1+d_2+dots+d_n) 的最小值。
    (n in [1,2 imes 10^5],kin{1,2},a_i,b_i leq 10^9,x_i,y_i in {'A','B'})

    一开始看错题了,以为 (k) 的数据范围也是 (10^5)。。。。。。然后就不愿意继续想下去了。
    首先如果家和公司在河同一边那方案肯定是唯一的,直接加上 (|a_i-b_i|)
    接下来重点考虑家和公司不在河同一边的情况,假设这些工人 (d_i) 的和为 (D')

    先从 (k=1) 入手,假设我们在 (p) 位置建了座桥,那么所有家和公司不在河同一边都必须通过这一座桥,即 (d_i=|a_i-p|+|b_i-p|+1)
    (D'=sum |a_i-p|+|b_i-p|+1)
    最后那个 (1) 显然可以直接处理掉,剩余部分就是一个初一弱智数学问题,直接取中位数所有 (a_i,b_i) 就可以了。

    接下来考虑 (k=2) 的情况。假设我们在 (p,q) 位置建了桥。
    那么 (d_i) 就是从这两座桥上通过所需的距离的较小值,即 (d_i=min(|a_i-p|+|b_i-p|,|a_i-q|+|b_i-q|)+1)
    (k=1) 的情况中,我们之所以能够把 (a_i,b_i) 揉在一起取中位数,是因为它们的贡献互不影响。
    但在这种情况下就不能直接取中位数了,因为有个 (min)
    不妨设 (a_i leq b_i),设 (f(x)=|a_i-x|+|b_i-x|)。简单画个图像,由三部分组成,左边是斜率为 (-2) 的射线,中间是一段水平线段,右边是斜率为 (2) 的射线。图像的对称轴为 (x=dfrac{a_i+b_i}{2})(梦回课内)
    由于对称轴左右两边完全一样并且对称轴左边 (y)(x) 的增大单调不降,故有:

    • (|dfrac{a_i+b_i}{2}-p|<|dfrac{a_i+b_i}{2}-q|),那么 (f(p)leq f(q))

    有了这个结论,本题就简单多了。
    把所有工人按 (dfrac{a_i+b_i}{2}) 从小到大排序,那我们肯定是选择离 (dfrac{a_i+b_i}{2}) 较近的那座桥。
    不妨设 (p<q),那么所有 (dfrac{a_i+b_i}{2}leqdfrac{p+q}{2}) 的工人都会选择 (p) 那座桥,剩余的工人会选择 (q) 那座桥。
    故选择 (p) 的工人是原序列的一个前缀,选择 (q) 的工人是原序列的一个后缀。
    枚举断点 (i)([1,i]) 的工人选择桥梁 (p)([i+1,n]) 的工人选择桥梁 (q)
    断点两边是互相独立的。这时候我们又可以把绝对值拆开,于是我们又回到了第一问。

    于是题目变为如何快速求出每个前缀的中位数,有 DS 味儿了,稍微一想就可以想到平衡树(
    但稍微想一想就发现,其实根本不用平衡树。可以用两个堆来维护,建一个大根堆维护前一半的值,再建一个小根堆维护后一半的值。每次新插入一个值,就将它插入到对应的部分中,然后通过微调使两部分平衡。

    #include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    #define fi first
    #define se second
    #define fz(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)
    #define fd(i,a,b) for(int i=a;i>=b;i--)
    #define ffe(it,v) for(__typeof(v.begin()) it=v.begin();it!=v.end();it++)
    #define fill0(a) memset(a,0,sizeof(a))
    #define fill1(a) memset(a,-1,sizeof(a)
    #define fillbig(a) memset(a,63,sizeof(a))
    #define pb push_back
    #define ppb pop_back
    #define mp make_pair
    typedef pair<int,int> pii;
    typedef long long ll;
    const int MAXN=1e5+5;
    struct solver{
    	multiset<int> st1,st2;
    	ll sum1=0,sum2=0;
    	void insert(int a){
    		if(st1.empty()){
    			st1.insert(a);sum1+=a;
    		} else {
    			int x=*st1.rbegin();
    			if(a<=x) sum1+=a,st1.insert(a);
    			else sum2+=a,st2.insert(a);
    			int cnt=(st1.size()+st2.size()+1)/2;
    			while(st1.size()>cnt){int v=*st1.rbegin();sum1-=v;sum2+=v;st1.erase(st1.find(v));st2.insert(v);}
    			while(st1.size()<cnt){int v=*st2.begin();sum2-=v;sum1+=v;st2.erase(st2.find(v));st1.insert(v);}
    		}
    	}
    	ll query(){
    		if(st1.empty()) return 0;
    		int cnt=(st1.size()+st2.size()+1)/2,x=*st1.rbegin();
    		return 1ll*cnt*x-sum1+sum2-1ll*(st1.size()+st2.size()-cnt)*x;
    	}
    } x1,x2;
    int n,k,m;
    struct data{
    	int a,b;
    	friend bool operator <(data x,data y){
    		return x.a+x.b<y.a+y.b;
    	}
    } f[MAXN];
    ll sum=0;
    ll pre[MAXN],suf[MAXN];
    int main(){
    	scanf("%d%d",&k,&n);
    	for(int i=1;i<=n;i++){
    		char x,y;int a,b;cin>>x>>a>>y>>b;
    		if(x==y) sum+=abs(a-b);
    		else f[++m].a=a,f[m].b=b,sum++;
    	}
    	if(k==1){
    		for(int i=1;i<=m;i++) x1.insert(f[i].a),x1.insert(f[i].b);
    		printf("%lld
    ",x1.query()+sum);
    	} else {
    		sort(f+1,f+m+1);
    		for(int i=1;i<=m;i++) x1.insert(f[i].a),x1.insert(f[i].b),pre[i]=x1.query();
    		for(int i=m;i;i--) x2.insert(f[i].a),x2.insert(f[i].b),suf[i]=x2.query();
    		ll mn=1e18;
    		for(int i=1;i<=m+1;i++) mn=min(mn,pre[i-1]+suf[i]);
    		printf("%lld
    ",mn+sum);
    	}
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ET2006/p/luogu-P3644.html
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