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
1
1
2
2
Sample Output
12
2
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。
Source
到现在才会Huffman树的我,终于把这个坑给填了;
首先百度百科:
给定n个权值作为n个叶子结点,构造一棵二叉树,若带权路径长度达到最小,称这样的二叉树为最优二叉树,也称为哈夫曼树(Huffman Tree)
实现方法就是每次取堆中两个权值最小的点合并,然后用一个虚拟点代表这两个点,再放入堆中;
然后叶子节点的编码长度为到根的距离,然后编码就是从根往下走,如果是在左儿子中则为1,在右儿子中则为0;
这个题实际上就是要构建一棵k叉Huffman树,所以编码就是k进制的,编码原则和二叉类似;
因为构建Huffman树的话是不会出现某个编码是另一个编码的前缀的,所以没有问题(这个分类一下就清楚了);
然后我们按照普通Huffman树的构法,每次取k个点进行合并即可;然后还要求了到根的最长路径最短,那么我们在堆中以深度为第二关键字,优先合并深度大的;
注意可能取到后面就没有k个点了,所以我们需要把他补成满k叉树的叶子节点个数;
//MADE BY QT666 #include<iostream> #include<cstdio> #include<algorithm> #include<cstring> #include<queue> using namespace std; typedef long long ll; const int N=1000050; struct data{ll v,dep;}; bool operator < (data a,data b){ if(a.v==b.v) return a.dep>b.dep; return a.v>b.v; } priority_queue<data> Q; ll v[N],ans,n,tot,k; int main(){ scanf("%lld%lld",&n,&k); for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",&v[i]),Q.push((data){v[i],1}); tot=n; if((n-1)%(k-1)) tot+=(k-1-(n-1)%(k-1)); for(int i=n+1;i<=tot;i++) Q.push((data){0,1}); while(Q.size()>1){ ll tmp=0,res=0; for(int i=1;i<=k;i++){ ans+=Q.top().v; tmp+=Q.top().v,res=max(res,Q.top().dep);Q.pop(); } if(Q.empty()){printf("%lld %lld",ans,res);} Q.push((data){tmp,res+1}); } return 0; }