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[考试记录] 2024.8.10 csp-s 模拟赛18

编程知识1882024-08-10评论

80 + 20 + 0 + 70 = 170 第三题应该有 10 分暴力的,但我没打。

T1 星际旅行

题面翻译

总共有n个节点,m条路径,要求其中m-2条路径走两遍,剩下2条路径仅走一遍,问不同的路径总数有多少,如果仅走一遍的两条边不同则将这两条路径视为不同。

样例 #1

样例输入 #1
5 4
1 2
1 3
1 4
1 5
样例输出 #1
6

样例 #2

样例输入 #2
5 3
1 2
2 3
4 5
样例输出 #2
0

解析

结论题 🤣

考场上没放输出 \(0\) 的那个样例,于是显然想不到非联通的那种方案。是我太\(菜\)了。

多手玩几个样例(1h)可以发现:

  • 对于没有自环的情况,假设将 \(rt\) 作为该条航线的出发点,那么手玩一下即可发现,能产生的合法航线数即为 \(rt\) 的儿子的儿子数量。emmm……有点绕。看图。

标红的线即为可能出现的只走一次的边,标绿色的线就是可能的走法。也就是每次从 \(rt\) 出发最终回到某个儿子的儿子上,这个儿子的儿子与 \(rt\) 连的边即为只走一次的边。那么 \(rt\) 对答案的贡献就是:

\[\sum_{v\in son[u]}size[v]-1 \]

其中,\(size\)表示这个点与多少个点直接相连,因为不能算父亲,所以减一。总贡献即为:

\[{\large \sum_{u=1}^{n}}\sum_{v\in son[u]}size[v]-1\]

  • 对于存在自环的情况,考虑两种情况:自环配自环、自环配普通边。
    • 自环配自环:方案数即为从所有自环里随机取出两条的组合:\({\large\binom{cir}{2}}\)\(cir\)为自环数。
    • 自环配普通边:方案数即为从所有自环里随机选一条和从普通边里随机选取一条。运用乘法原理:\(cir\times(m-cir)\)

算完了?你猜为什么样例有个\(0\)?如果存在某条边与其他所有的边都不联通,那么就无法走完\(m\)条边。所以要判边是否联通。运用并查集即可。

code
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;#define int long longconstexpr int N = 1e5 + 5;int n, m, cir, ans1, ans2, f[N], x[N];vector<int> G[N];inline int find(int k){if(!f[k]) return k;return f[k] = find(f[k]); }signed main(){//freopen("t1.in","r", stdin);ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);cin>>n>>m;for(int i=1, y; i<=m; ++i){cin>>x[i]>>y;int fa = find(x[i]), fb = find(y); if(fa != fb) f[fb] = fa;if(x[i] == y){ ++cir; continue; }G[x[i]].push_back(y), G[y].push_back(x[i]);} int bg = find(x[1]);for(int i=2; i<=m; ++i) if(find(x[i]) != bg) return cout<<0, 0;if(cir) ans2 = cir * (cir-1) / 2 + cir * (m - cir);for(int i=1; i<=n; ++i) for(int v : G[i]) ans1 += G[v].size() - 1;ans1 >>= 1;return cout<<ans1 + ans2, 0;}

T2 砍树

题面

林先森买了\(n\)棵树苗,种在一条直线上,用来装点他的花园。初始时所有树苗的高度是\(0\),每过\(1\)天每棵树苗都会长高\(1\) 米。对每棵树苗,林先森希望它 的最终高度为 \(a_i\),因此他会定时检查树苗的情况,并及时砍掉过高的树苗。具 体来说,从种下所有树苗开始,每d天(即:第 \(d\)天、第\(2d\) 天,. . . ,以此类推) 林先森会检查一遍所有的树苗,如果有树苗的高度不低于他希望的高度,林先 森会把高出的部分(可以为 \(0\))砍掉,之后这棵树苗便不再长高。由于砍树是一 件辛苦的工作,林先森希望砍掉的树苗的总长度不超过k米。在这个前提下, 为了偷懒,林先森想要知道最大可能的 \(d\)值。

sample

3 41 3 5
3

解析

熊出没题

考场上脑子宕机拉了一泡二分答案,样例过了就没再管,喜提\(20\)分。下考后拿脚指头想都觉得二分没单调性。👀

考虑这么个事情。我们要找的\(d\)都满足这么个狮子:

\[\sum_{i=1}^{n}(\left \lceil \frac{a_i}{d} \right \rceil *d-a_i)\le k\]

移项得:

\[\sum_{i=1}^{n}\left \lceil \frac{a_i}{d} \right \rceil *d\le k+\sum_{i=1}^{n}a_i\]

这就清楚了。可以发现,我们可以枚举\(\left \lceil \frac{a_i}{d} \right \rceil\)\(d\)的所有可能取值,暴力枚举判断即可。假设现在枚举到了一个可能的\(d'\)值。那么现在的\(d\)的取值范围就可以表示为:

\[d\le \frac{k+\sum_{i=1}^{n}a_i}{\sum_{i=1}^{n}\left \lceil \frac{a_i}{d'} \right \rceil}\]

如果\(d'\)在这个范围内,那么这个范围就是合法的。用这个范围的最大值更新答案即可。

code
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;#define int long longint n, k, a[101], ans;vector<int> vec;signed main(){ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);cin>>n>>k;for(int i=1; i<=n; ++i){cin>>a[i]; k += a[i];for(int j=1; j*j<=a[i]; ++j){vec.push_back(j);vec.push_back((a[i] + j - 1) / j);}}sort(vec.begin(), vec.end());vec.erase(unique(vec.begin(), vec.end()), vec.end());for(int it : vec){int sum = 0, d;for(int i=1; i<=n; ++i){sum += (a[i] + it - 1) / it;} d = k / sum;if(d >= it) ans = max(ans, d);} return cout<<ans, 0;}

对于以后类似这种题的情况。提供两种解决思路:

  1. 枚举样例 + 手玩。找到规律。
  2. 列出答案的表达式。观察 + 暴力拆狮子。

T3 超级树

T4成绩单

题目描述

期末考试结束了,班主任 L 老师要将成绩单分发到每位同学手中。L 老师共有 \(n\)份成绩单,按照编号从\(1\)\(n\)的顺序叠放在桌子上,其中编号为\(i\)的的成绩单分数为\(W_i\)

成绩单是按照批次发放的。发放成绩单时,L 老师会从当前的一叠成绩单中抽取连续的一段,让这些同学来领取自己的成绩单。当这批同学领取完毕后,L 老师再从剩余的成绩单中抽取连续的一段,供下一批同学领取。经过若干批次的领取后,成绩单将被全部发放到同学手中。

然而,分发成绩单是一件令人头痛的事情,一方面要照顾同学们的心理情绪,不能让分数相差太远的同学在同一批领取成绩单;另一方面要考虑时间成本,尽量减少领取成绩单的批次数。对于一个分发成绩单的方案,我们定义其代价为:

\[a \times k + b \times \sum_{i = 1} ^ k (max_i - min_i) ^ 2\]

其中\(k\)是分发的批次数,对于第\(i\)批分发的成绩单,\(max_i\)是最高分数,\(min_i\)是最低分数,\(a\)\(b\) 是给定的评估参数。现在,请你帮助 L 老师找到代价最小的分发成绩单的方案,并将这个最小的代价告诉 L 老师。当然,分发成绩单的批次数 \(k\)是你决定的。

输入格式

第一行包含一个正整数\(n\),表示成绩单的数量。第二行包含两个非负整数\(a,b\),表示给定的评估参数。第三行包含\(n\)个正整数,\(w_i\)表示第\(i\)张成绩单上的分数。

输出格式

仅一个正整数,表示最小的代价是多少。

样例 #1

样例输入 #1
103 17 10 9 10 6 7 10 7 1 2
样例输出 #1
15

提示

\(n \leq 50\)\(a \leq 1500\)\(b \leq 10\)\(w_i \leq 1000\)

解析

for(int l=1, r=len; r<=len; ++l, ++r)

下回遇到这种情况直接重构得了🤮

一眼区间 DP,但状态没设对,还是太🥬。考场上瞬间想了个 DP,设 \(dp[l][r][k]\)表示通过\(k\)次消去区间\(l\sim r\) 所需要的最小花费。想都没想拉了一坨 dP,没想到小样例竟然过了,并且取得了高贵的 \(70pts\)。但事后想了想,很明显是假的。

假的code(场码)
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;#define int long longint n, a, b, res[51], dp[51][51][51], ans = LONG_MAX;struct SquareTable{int mx[51][10], mn[51][10];inline void init(){for(int i=1; i<=n; ++i) mx[i][0] = mn[i][0] = res[i];for(int j=1; j<=__lg(n); ++j) for(int i=1; i+(1<<j)-1<=n; ++i){mx[i][j] = max(mx[i][j-1], mx[i+(1<<(j-1))][j-1]);mn[i][j] = min(mn[i][j-1], mn[i+(1<<(j-1))][j-1]);}}inline int QueryMx(int l, int r){if(l > r) return -1;int k = __lg(++r - l);return max(mx[l][k], mx[r-(1<<k)][k]);}inline int QueryMn(int l, int r){if(l > r) return INT_MAX;int k = __lg(++r - l);return min(mn[l][k], mn[r-(1<<k)][k]);}} st;signed main(){ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0) ,cout.tie(0);cin>>n>>a>>b; for(int i=1; i<=n; ++i) cin>>res[i]; st.init();if(b == 0) return cout<<a, 0;memset(dp, 0x7f, sizeof(dp));for(int len=1; len<=n; ++len) for(int l=1, r=len; r<=n; ++l, ++r)dp[l][r][1] = a + b * (st.QueryMx(l, r) - st.QueryMn(l, r)) * (st.QueryMx(l, r) - st.QueryMn(l, r));for(int len=2; len<=n; ++len){for(int l=1, r=len; r<=n; ++r, ++l){for(int k=2; k<=len; ++k){for(int lenn=1; lenn<len; ++lenn){for(int ln=l, rn=l+lenn-1; rn<=r; ++ln, ++rn){//printf("l = %lld r = %lld ln = %lld rn = %lld", l, r, ln, rn);int lmx = st.QueryMx(l, ln-1), lmn = st.QueryMn(l, ln-1);int rmx = st.QueryMx(rn+1, r), rmn = st.QueryMn(rn+1, r);int mx, mn;if(l == ln) mx = rmx, mn = rmn;else if(r == rn) mx = lmx, mn = lmn;else mx = max(lmx, rmx), mn = min(lmn, rmn);//printf("mx = %lld mn = %lld\n", mx, mn);dp[l][r][k] = min(dp[l][r][k], dp[ln][rn][k-1] + a + b * (mx - mn) * (mx - mn));}}}}}for(int i=1; i<=n; ++i) ans = min(ans, dp[1][n][i]);return cout<<ans, 0;}

就比如这段区间,我的 dP 只能一段一段扩展,不能让次数为 \(k\)\(p\) 的两个区间合并。也就是说,我的 dP 不能在一整段里扣,而是不断从两边上扣。所以是假的。数据很水。

正解

灵魂 DP

给你\(n\le 50\) 是有原因的。我们发现 DP 状态只有 \(l\)\(r\)两个维度很难转移。所以考虑添加状态。因为每一段区间的代价只与\(max\)\(min\)有关。所以设\(g[l][r][mx][mn]\)表示消去了\(l\sim r\)这段区间中某些部分剩下的散块中最值为\(mx\)\(mn\),然后全部消掉(把\(l\sim r\)全消掉)的最小花费。设\(f[l][r]\)表示把\(l\sim r\) 全消掉的最小花费。对于多状态 DP 方程,现在就需要建立两个状态之间的关系。

可以发现,对于\(g[l][r][mx][mn]\)的散块其实只需要一步操作就能全部消掉,所以有:

\[f[l][r]=min\{g[l][r][mx][mn]+a+b\times(mx-mn)^2 \}\]

现在考虑\(g\)的扩展。假设在右边加入新点\(r+1\)。那么会有两种情况:

  • 把新点加到已经消掉的那部分里去,那么就不会对现有状态产生影响:

    \[g[l][r+1][mx][mn]=min\{g[l][r][mx][mn]+f[r][r] \}\]

    但是发现,对于\(r\)后面任何一个点都能满足这个转移方程,显然是需要刷表的。考虑要把区间扩展到\(l\sim k\),那么有:

    \[g[l][k][mx][mn]=min\{g[l][r][mx][mn]+f[r+1][k] \}\]

    不好转移?把\(r\)\(k\)调换一下:

    \[g[l][r][mx][mn]=min\{g[l][k][mx][mn]+f[k+1][r] \}\]

  • 把新点加到没有消除的散块里去,需要更新当前状态:

    \[g[l][r+1][max(mx, a_{r+1})][min(mn,a_{r+1})]=min\{g[l][r][mx][mn] \}\]

    依旧考虑换一下:

    \[g[l][r][max(mx, a_{r})][min(mn,a_{r})]=min\{g[l][r-1][mx][mn] \}\]

至此所有转移都已完成。但,\(a\)的范围有点大,需要离散化。复杂度\(\mathcal{O}(n^5)\)

code
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;#define int long longint n, a, b, res[51], pos[51], g[51][51][51][51], f[51][51];signed main(){ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);cin>>n>>a>>b; for(int i=1; i<=n; ++i) cin>>res[i], pos[i] = res[i];sort(pos+1, pos+1+n); int cnt = unique(pos+1, pos+1+n) - pos - 1;for(int i=1; i<=n; ++i) res[i] = lower_bound(pos+1, pos+1+cnt, res[i]) - pos;memset(f, 0x3f, sizeof(f)), memset(g, 0x3f, sizeof(g));for(int i=1; i<=n; ++i) f[i][i] = a, g[i][i][res[i]][res[i]] = 0;for(int len=2; len<=n; ++len) for(int l=1, r=len; r<=n; ++l, ++r){for(int mx=1; mx<=cnt; ++mx) for(int mn=1; mn<=mx; ++mn)g[l][r][max(mx, res[r])][min(mn, res[r])] = min(g[l][r][max(mx, res[r])][min(mn, res[r])], g[l][r-1][mx][mn]);for(int mx=1; mx<=cnt; ++mx) for(int mn=1; mn<=mx; ++mn){for(int k=l; k<r; ++k) g[l][r][mx][mn] = min(g[l][r][mx][mn], g[l][k][mx][mn] + f[k+1][r]);f[l][r] = min(f[l][r], g[l][r][mx][mn] + a + b * (pos[mx]-pos[mn]) * (pos[mx]-pos[mn]));}} return cout<<f[1][n], 0;}

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