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  • DP&图论 DAY 3 下午 考试

    Problem A
    Problem Description
    有一天 Tarzan 写了一篇文章,我们发现这文章当中一共出现了 n 个汉字,其中第 i 个汉
    字出现了 ai 次,因为 Tarzan 不希望文章被别人偷看,他要给这 n 个字分别用一个特殊的字
    符串表示,其中每一个字符串由两类字符组构成,一类是 a,另一类是 ha,例如 ahaha 就是
    aha ha 构成的,我们希望帮助 Tarzan 给每个汉字一个独一无二的字符串,其中不能
    存在两个字符串一个是另一个的前缀。我们同时希望文章尽量短,太长会把女神惹烦,文章
    长度就是每一个汉字出现次数乘以对应字符串的长度之和,请输出最短的文章长度。
    Input format
    第一行一个整数 n 表示汉字数量。
    第二行 n 个整数,分别表示每个汉字的出现次数。
    Output format
    一行一个整数表示最短的文章长度。

    Examples

    input 1 output 1

    3

    2 1 1

    9
    input 2 output 2

    4

    1 2 3 4

    27

    Constrains and Notes
    对于 15% 的数据满足: n 15
    对于 40% 的数据满足: n 100
    对于 70% 的数据满足: n 400
    对于 100% 的数据满足: 3 n 750; 1 ai 100000,数据保证存在一定的阶梯性

    Solution

    每个分配一个叶子(大雾)

    最深的分配给出现次数最少的

    一定是二叉树,否则不优

     题目就是在这样一颗二叉树上选择n个没有祖先后代关系的结点(叶子结点),所需的最少层数,(ha是2层,a是1层),然后一个数组记录在最少层数的情况下文章的最小长度

    为了最优,最浅的叶子要分配给出现次数最多的,最深的叶子分配给出现次数最多的

    从根开始找:

    dp[i][x][y][k]  当前到了第 i 层 , i 层还有x个芽,i+1层有y个芽, 已经有k个填好了汉字,此时文章的最短长度

    枚举 i 层有多少个叶子 ( 没有梦想,不想变成芽)p个

    转移就是dp[i][x][y][k] = min( dp[i+1][x+y-p][x-p][k+p] + sum[n] - sum[k+p]),

    解释一下:

    到了下一层i+1

      i+1层的芽是x+y-p

      i+1+1层的芽是x-p,因为此处我们就假设y不长了啊,然后可以变成芽的就只有x-p个

    已经选好了k+p个汉字(叶子)

    然后不断枚举叶子p是几个就好啦

    其中sum[i]表示前 i 种汉字一共出现的次数

    产生的贡献就是 k+p+1~n 这些后来的汉字提供的,因为一共n个点,选了k+p个点,已经完结了,还剩下k+p+1~n个点待处理,每个点都会经过这一层的边,所以会产生贡献

    考虑优化一维度,计算每一层对答案的贡献

    dp[x][y][k]  到了i层 , x本层的芽,y是下一层的芽,k是已经设置了k个叶子

     dp[x][y][k] = min { dp[x+y-p][x-p][k+p] + sum[n] - sum[k+p] }

    降维之后,考虑搞一搞p

    我们可以一个叶子一个叶子的长,所以一次就只用考虑长一个叶子和不想长叶子两种情况

    dp[x][y][k] 转移:

    1.再长一个叶子  dp[x-1][y][k+1] 

       这里只是让x长了一个叶子,不考虑往下长芽,所以不计算代价

    2.往下长芽  dp[x+y][x][k]+sum[n]-sum[k]  

       转移 O(1),一共有三维,所以复杂度O(n^3)                 

    看一下zhhx的Solution:
    ▶ 首先我们设 dp[i][x][y][k] 表示当前到了第 i 层,这一层 x 个,
    上一层 y 个,已经有 k 个结束了
    ▶ 转移的话就直接枚举一下, y 这一层有 p 个结束了即可,然
    后算上结束的代价
    ▶ Time complexity O(N5) 到 O(N4 ∗ log(N))
    ▶ 我们考虑把第一维优化掉,我们设 dp[x][y][k] 表示最下方一
    层 x 个,倒数第二层 y 个,结束了 k 个。
    ▶ 转移的时候就直接,枚举 y 这一层结束了 p 个,注意这里代
    价不是每一个元素结束的时候记上了,我们在没往下一层
    时,我们算一下这一层会产生的贡献。
    ▶ Time complexity O(N4)
    ▶ 我们再把转移优化掉。
    ▶ 我们就考虑每一次是把 y 减 1 表示,把倒数第二层一个元
    素封上,还是把 y 个全部分叉转移到 dp[y][x+y][k],加上这
    一层的贡献即可。
    ▶ Time complexity O(N3) 滚动数组优化后 Space complexity
    O(N2)

    代码:

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cstdlib>
    #include<algorithm>
    #include<cmath>
    #include<map>
    #include<cassert>
    using namespace std;
    const int N=755;
    typedef unsigned int uint;
    const uint inf=(1u<<31)-1;
    
    
    uint n,a[N],sum[N];
    
    bool cmp(uint x,uint y) {return x>y;}
    
    uint dp[2][N][N];int r;
    
    int main()
    {
        
        freopen("A.in","r",stdin);
        freopen("A.out","w",stdout);
        
        
        scanf("%u",&n);
        //assert(3<=n && n<=750);
        
        for (int i=1;i<=n;i++) scanf("%u",&a[i]),assert(1<=a[i] && a[i]<=100000);
        
        sort(a+1,a+n+1,cmp);
        for (int i=1;i<=n;i++) sum[i]=sum[i-1]+a[i];
        
        for (int x=0;x<N;x++)
            for (int y=0;y<N;y++) dp[0][x][y]=dp[1][x][y]=inf;
        
        
        dp[r=0][0][0]=0;
        for (int k=n-1;k>=0;k--) 
        {
            for (int y=n-k;y>=0;y--) 
                for (int x=n-k-y;x>=0;x--) 
                dp[r^1][x][y]=
                min(inf,x==0&&y==0?inf:
                    min(
                    y==0?inf:dp[r][x][y-1],
                    x+y+y+k>n?inf:sum[n]-sum[k] + dp[r^1][y][x+y]
                    ) 
                );
            
        /*    for (int x=0;x<=n-(k+1);x++)
                for (int y=0;y<=n-(k+1)-x;y++) dp[r][x][y]=inf;*/
            r^=1;
        }
        
        
        printf("%u
    ",sum[n]+dp[r][1][1]);
        return 0;
    }

    Problem B
    Problem Description
    Tarzan 现在想要知道,区间 [L,R] 内有多少数是优美的。我们定义一个数是优美的,这
    个数字要满足在它 C 进制下的各位数字之和可以整除这个数字本身。 Tarzan 不会做这道题,
    他希望你能帮他求出这个问题的答案。
    Input format
    第一行三个十进制正整数 L,R,CL R 给的是十进制形式
    Output format
    一行一个整数表示被认为优美的数的数量。
    Examples
    input 1     output 1
    5 15 10    7
    input 2     output 2
    2 100 2    29
    Constrains and Notes
    对于 30% 的数据满足: R - L 100000
    对于另外 10% 的数据满足: C = 2
    对于另外 20% 的数据满足: C = 10
    对于 100% 的数据满足: 1 L R 1018; 2 C 15

    Solution

    首先这道题是数位 dp 的一般的形式:求区间 [n,m] 满足某些限
    制的数字的数量是多少。条件一般与数的大小无关,而与数的组
    成有关。
    讲什么考什么!
    而同时这是一个 C 进制的数位 dp
    对于% 30 的数据直接枚举每个数判断即可。

    对于 10 进制,和二进制,是 C 进制的一种特殊情况。我们可以
    来考虑 C 进制怎么做。
    首先限制条件和数字和是有关系的,同时还可以注意到一个数的
    数字和是很小的,那么就启发我们可以枚举这个数字和 sum
    多少,然后考虑有多少数,它的数位和是 sum,且这个数对 sum
    取模为 0,也就是这个数的 sum 的倍数。

    按照数位 dp 的一般套路,我们就设 f[i][sum][rest] 表示到了第 i
    位,之前的数位和是 sum,数字对枚举的和取模是 rest,考虑枚
    举这位是多少假设为 x,最终的和为 S
    f[i][sum][rest]+ = f[i - 1][sum + x][(rest C + x)%S]

    代码:

    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    
    ll A,B;
    int C;
    int a[70],na,b[70],nb,p[70];
    
    int mod;
    ll f[70][400][400];
    
    ll query(int *a,int i,int sum,int rest,bool o) 
    {
        if (sum<0) return 0;
        if (i==0) return sum==0&&rest==0 ? 1:0;
         
        if (!o&&f[i][sum][rest]!=-1) return f[i][sum][rest];
        ll ans=0;
        int up=o ? a[i] : C-1;
         
        for (int j=0;j<=up;j++) 
        ans+=query(a,i-1,sum-j,(rest+mod-j*p[i]%mod)%mod,o&&j==up);
        if (!o) f[i][sum][rest]=ans;
        return ans;
    }
    
    int main()
    {
        freopen("B.in","r",stdin);
        freopen("B.out","w",stdout);
        scanf("%lld%lld%lld",&B,&A,&C);
        
        B--;
        
        while (A) a[++na]=A%C,A/=C;
        while (B) b[++nb]=B%C,B/=C;
         
         //printf("na=%d
    ",na);
        memset(f,-1,sizeof(f));
        
        ll ans=0;
        for (int i=1;i<=na*C;i++)
        {
            mod=i;
            p[1]=1;
            for (int j=2;j<=na;j++) p[j]=p[j-1]*C%mod;
             
            ans+=query(a,na,mod,0,true)-(nb==0 ? 0:query(b,nb,mod,0,true));
             
            for (int x=0;x<=na;x++)
                for (int y=0;y<=i;y++) 
                    for (int z=0;z<=mod;z++) f[x][y][z]=-1;
        }
        printf("%lld",ans);
        return 0;
    }

    Problem C
    Problem Description
    Tarzan 非常烦数轴因为数轴上的题总是难度非常大。不过他非常喜欢线段,因为有关线
    段的题总是不难,讽刺的是在一个数轴上有 n 个线段, Tarzan 希望自己喜欢的东西和讨厌的
    东西不在一起,所以他要把这些线段分多次带走,每一次带走一组,最多能带走 k 次。其实
    就是要把这些线段分成至多 k 组,每次带走一组,问题远没有那么简单, tarzan 还希望每次
    选择的线段组都很有相似性,我们定义一组线段的相似性是组内线段交集的长度,我们现在
    想知道最多分成 k 个组带走, Tarzan 最多能得到的相似性之和是多少?
    Input format
    第一行两个整数 n k
    接下来 n 行每行两个整数 Li; Ri 表示线段的左右端点。
    Output format
    一行一个整数,表示最多能得到的相似性之和是多少。
    Solution

     % 20 % 40 的数据
    对于% 20 的数据,直接枚举每一个线段在哪一个包里面即
    可。 Time complexity O(kn)
    对于% 40 的数据, dfs 搜索每个线段在哪个包里面,根据写
    法的优劣,可以得到最高 40 分的部分分,复杂度是和第二
    类斯特林数相关。仅作了解能过即可。

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<cmath>
    #include<string>
    #include<cstring>
    #include<cstdlib>
    #include<queue>
    
    using namespace std;
    
    inline int read()
    {
        int ans=0;
        char last=' ',ch=getchar();
        while(ch<'0'||ch>'9') last=ch,ch=getchar();
        while(ch>='0'&&ch<='9') ans=ans*10+ch-'0',ch=getchar();
        if(last=='-') ans=-ans;
        return ans;
    }
    
    int n,k,ans=0;
    struct node 
    {
        int l,r,len;
    }line[6005];
    
    bool cmp(node x,node y) {return x.len >y.len ;}
    
    int main()
    {
        freopen("C.in","r",stdin);
        freopen("C.out","w",stdout);
        n=read();k=read();
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            line[i].l=read();
            line[i].r =read();
            line[i].len =line[i].r-line[i].l ;
        }
        sort(line+1,line+n+1,cmp);
        for(int i=1;i<k;i++)
          ans+=line[i].len ;
        int l1 ,r1 ;
        for(int i=k;i<=n;i++)
        {
            if(i==k) l1=line[k].l ,r1=line[k].r ;
            else l1=max(l1,line[i].l),r1=min(r1,line[i].r);
        }
        if(r1-l1>0) ans+=(r1-l1);
        printf("%d
    ",ans);
        
        return 0;
    }
    20 ’ Code

     

    solution: % 70 的数据

    观察性质!
    首先最多只会有一组是空集。我们假设存在空集的话,就是
    找前 K-1 长的算答案即可。再求剩余的 maxL minR,即
    可算出交集的大小。
    假设没有空集的话。我们再观察一个性质,对于一个完全可
    以包含另一个线段 B 的线段 AA 肯定是要和 B 在一个组
    的。放别的组,肯定不优。
    所以我们就把所有不被任何其他线段包含的 B 线段集合拿
    出来。假设有 M 个。然后这样的一组线段排序之后就是左
    端点升序的同时右端点也升序了。这样的话我们选出的每一
    个集合,就是连续的一段线段了。看上去就能 dp 了。
    我设 dp[i][j] i 个线段选了 j 个集合,首先我们这里要保证
    没有空集。可得:
    dp[i][j] = max(dp[x][j - 1] + R[x + 1] - L[i]jR[x + 1] > L[i])

    不可能存在两个集合交集为空

    如果存在一个集合交集为空,那么我们就单列出一些线段,直接取前 k-1长的线段就好

    如果线段A包含B,那么A和B在一个集合结果一定不会差,因为A放到别的集合里会限制别的交集有一定限制,一定不会使得答案更优,

    所以就只考虑不包含任何线段的线段,那么包含它的线段就和他放一起,答案不会更差

    不包含任何线段的线段,按照左端点排个序,那么右端点也是递增的

    (否则不就是包含了么)

     

    solution: % 100 的数据

    dp[i][j] = max(dp[x][j - 1] + R[x + 1]jR[x + 1] > L[i]) - L[i]
    这就又来到了我们的可以单调队列优化的形式了,决策点在一个
    区间之内,求最小值。
    求出来这个之后,我们考虑我们选了多少集合,设为 p,则这种
    情况的答案为: dp[n][p]+ 其他那些不在这 m 个线段集合的线段
    的前 k-p 长的线段长度之和,然后枚举 p 取最优值即可。
    总复杂度 O(n k)

     

    代码:

    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    #include<cstring>
    #include<cstdlib>
    #include<algorithm>
    #include<functional>
    using namespace std;
    const int N=6006;
    typedef long long ll;
    const ll inf=5e13;
    
    int n,m,k,len_n,r;
    
    ll len[N],ans,dp[2][N];
    struct aa
    {
        int L,R;
    }t1[N],t2[N];
    bool cmp(aa a,aa b) 
    {
        if (a.R==b.R) return a.L>b.L;
        return a.R<b.R;
    }
    
    int q[N],H,T;
    
    
    int main()
    {
        
        
        freopen("C.in","r",stdin);
        freopen("C.out","w",stdout);
        scanf("%d%d",&n,&k);
        for (int i=1;i<=n;i++) scanf("%d%d",&t1[i].L,&t1[i].R),len[i]=t1[i].R-t1[i].L;
        
        sort(len+1,len+n+1);
        for (int i=0;i<k-1;i++) ans+=len[n-i];
        
        sort(t1+1,t1+n+1,cmp);
        
    //    printf("ans=%lld
    ",ans);
        
        memset(len,0,sizeof(len));
        int mx=0;
        for (int i=1;i<=n;i++)
        if (t1[i].L>mx)
        {
            t2[++m]=t1[i];
            mx=t1[i].L;
        }else len[++len_n]=t1[i].R-t1[i].L;
        
        sort(len+1,len+len_n+1,greater<ll>());
        for (int i=2;i<=n;i++) len[i]+=len[i-1];
        
        sort(t2+1,t2+m+1,cmp);
        
        r=1;
        
        for (int i=1;i<=m;i++) 
        if (t2[1].R<=t2[i].L) dp[0][i]=-inf;else dp[0][i]=t2[1].R-t2[i].L;
        
        ans=max(ans,dp[0][m]+len[k-1]);
        
        for (int j=2;j<=min(k,m);j++,r^=1) 
        {
            q[H=T=1]=1;dp[r][1]=-inf;
            for (int i=2;i<=m;i++)
            {
                while (H<=T&&t2[q[H]+1].R<=t2[i].L) H++;
                if (H<=T) dp[r][i]=dp[r^1][q[H]]+t2[q[H]+1].R-t2[i].L;else dp[r][i]=-inf;
                while (H<=T&&dp[r^1][i]+t2[i+1].R>=dp[r^1][q[T]]+t2[q[T]+1].R)  T--;
                q[++T]=i;
            }
            ans=max(ans,dp[r][m]+len[k-j]);
        }
        
        printf("%lld
    ",ans);
        return 0;
    }

    嘤嘤嘤wsl我太难了听不懂蒟蒻QAQ!!!

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