给定一个整数m,定义一个集合的权值为从这个集合中任意选出m对数(不够没关系,选到尽可能选,凑不成对的舍去),每对数两个数的差的平方的和的最大值。
现在给出一个数列({a_i}),询问最少的区间划分数,让它每个区间的权值不超过p(p已给定),(1≤n,m≤500000,0≤p≤10^{18})
解
首先注意到从集合中选出m对数,让每对数的差的平方的和最大值为一个贪心模型,我们只需要将集合中的元素按从小到大排序,然后把最大数和最小数配对,再将次大数和次小数配对,依次类推即可。
而只要每个区间都尽可能大,那么就是最优方案,于是原问题也就转化为确定了一个左端点,右端点在哪个位置,使权值最大化,不超过p。
法一:二分
考虑二进制优化,于是想到二分,注意到这类似二分模型,比最优方案大就无解,比最优方案小就有解,于是可以考虑二分右端点的位置mid,设二分区间为([l,r]),而判断和p的大小关系,就暴力求出二分出来的区间的权值小于p,那么(l=mid+1),否则(r=mid-1),对于权值如何求,就暴力排序,暴力配对,于是可以做到时间复杂度(O({large nlog_2^{n^2}}))。
事实证明这个算法萎了,但还是给出代码。
参考代码
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define il inline
#define ri register
#define ll long long
#define Size 500100
using namespace std;
int m,a[Size],b[Size];
template<class free>
il void read(free&);
il ll powsum(int,int);
il int dfs(int,int,int);
int main(){
int lsy;read(lsy);
while(lsy--){
int n,l(1),tot(0);ll T;
read(n),read(m),read(T);
for(int i(1);i<=n;++i)read(a[i]);
while(l<=n)l=dfs(l,n,T),++tot;
printf("%d
",tot);
}
return 0;
}
il ll powsum(int l,int r){
int i,j,m(::m);ll ans(0);for(i=l;i<=r;++i)b[i]=a[i];sort(b+l,b+r+1);
i=l,j=r;while(i<=j&&m)ans+=(b[i]-b[j])*(b[i]-b[j]),++i,--j,--m;
return ans;
}
il int dfs(int l,int r,int T){
int mid,s(l);
while(l<=r){
mid=l+r>>1;
if(powsum(s,mid)>T)r=mid-1;
else l=mid+1;
}return l;
}
template<class free>
il void read(free &x){
x^=x;ri char c;while(c=getchar(),c<'0'||c>'9');
while(c>='0'&&c<='9')x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48),c=getchar();
}
法二:
实际上二进制优化家族中还有倍增,这一有力工具,但要注意思维的开放,如果找老套路从高位开始试填的话,你就会死的与二分一样惨。
不妨声明变量(l,r,nr,J),分别表示确定的左端点位置,已经确定的右端点,尝试确定的右端点,一次要往前看的范围为$2^J。
因此每次操作可以这样,先令(nr=r+2^J),然后查看区间([l,nr])的权值与p的关系,如果比p大,则只令(--J),否则(r=nr,++J)。
至于权值怎么办?如果照着老套路,那么又是(?)了,根据维护的思想,凭借已有的东西求出未知的东西,我们发现我们已经有了一段序列是有序的,没必要再把整个区间重新排序去检查,我们只需要把因为试填而带出来的新区间进行排序,然后和原来的区间归并,这样就可以做到梦寐以求的(O(nlogn))了。
参考代码:
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define il inline
#define ri register
#define ll long long
#define Size 500050
using namespace std;
int a[Size],b[Size],t[Size];
il ll powsum(int,int,int,int[]);
il void merge(int,int,int,int[]);
template<class free>il void read(free&);
int main(){
int lsy;read(lsy);
while(lsy--){int i,j,tot(0);ll T;
int n,m,l(1),r(1),nr,mj(1);
read(n),read(m),read(T);
for(i=1;i<=n;++i)read(a[i]);b[1]=a[1];
while(r<n){//attention
nr=r+mj;if(nr>n)nr=n;
for(i=r+1;i<=nr;++i)b[i]=a[i];
sort(b+r+1,b+nr+1),merge(l,r,nr,b);
if(powsum(l,nr,m,t)>T)mj>>=1;
else{
r=nr,mj<<=1;
for(i=l;i<=r;++i)b[i]=t[i];
}
if(!mj)l=r+1,mj=1,++tot;
}printf("%d
",tot+1);
}
return 0;
}
il ll powsum(int l,int r,int m,int a[]){ll ans(0);
while(l<=r&&m)ans+=(ll)(a[r]-a[l])*(a[r]-a[l]),++l,--r,--m;
return ans;
}
il void merge(int l,int mid,int r,int a[]){
int i(l),j(mid+1),k(l);
while(i<=mid&&j<=r)
if(a[i]<a[j])t[k++]=a[i++];
else t[k++]=a[j++];
while(i<=mid)t[k++]=a[i++];
while(j<=r)t[k++]=a[j++];
}
template<class free>
il void read(free &x){
x^=x;ri char c;while(c=getchar(),c<'0'||c>'9');
while(c>='0'&&c<='9')x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48),c=getchar();
}