寒武纪camp Day1
补题进度:8/10
A(组合计数)
题意:
一个人站在数轴原点,每秒有1/4概率向前走一步,1/4概率向后走一步,1/2概率不动,问t秒后在p位置的概率。
t,p<=100000
分析:
枚举不动的个数,于是向前走的个数和向后走的个数都确定了,然后就可组合计数了。
B(平面图k小割)
题意:
给出一个n个点的树,1是根节点,每个点有点权,输出前k小的包含1节点的连通块的权值。
n<=10^5,k<=10^5,点权<=10^9
分析:
连通块不好处理,一个连通块实际上对于一个割集,我们可以这样转化:
把1当作源点,建一个汇点,把每个叶子向汇点连边,然后树上每条边的边权表示其子树里的点权和,那么这样一个割就对应了包含S点的一个连通块的点权和,所以问题就变成了求该图的k大割
求k大割是没法求的,但注意到该问题是平面图,所以可以建出对偶图跑k短路。
对于k短路,可以用可持久化堆来实现。
/*
可持久化堆优化k短路
求最短路径树:O(nlogn)
求k短路:O(mlogm+klogk)
空间复杂度:O(mlogm),但具体开数组要注意常数,要看执行merge操作的次数
*/
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=,maxm=,maxsize=;//maxsize是堆的最大个数
const long long inf=1000000000000000LL;
int a[maxn+];
long long s[maxn+];
int n,k,m,len,tot;
int S,T;
vector<int> g1[maxn+];
int mi[maxn+],mx[maxn+];
int head[maxn+],nx[maxm+];
long long dis[maxn+];
int pos[maxn+],rt[maxn+];
struct Edge
{
int to;
long long w;
}e[maxm+];
struct node
{
/*
u是当前堆顶的节点编号
key是当前堆顶对应边的权值,边的权值定义为:走这条边要多绕多少路
l,r分别是堆左右儿子的地址
*/
int u;
long long key;
int l,r;
}H[maxsize+];
struct heapnode
{
/*
求k短路时候用到的数据结构
len表示1~倒数第二条边的边权和
root表示倒数第二条边的tail的H[tail],其中堆顶就是最后一条边
*/
long long len;
int root;
bool operator < (const heapnode& x) const
{
return len+H[root].key>x.len+H[x.root].key;
}
};
priority_queue<heapnode> q;
void addedge(int u,int v,long long w)
{ //printf("%d %d %lld\n",u,v,w);
e[++len]={v,w};
nx[len]=head[u];
head[u]=len;
}
void dfs(int k,int fa)
{
s[k]=a[k];
bool flag=;
mi[k]=n+;
mx[k]=;
for(int i=;i<g1[k].size();++i)
if(g1[k][i]!=fa)
{
flag=;
dfs(g1[k][i],k);
s[k]+=s[g1[k][i]];
mi[k]=min(mi[k],mi[g1[k][i]]);
mx[k]=max(mx[k],mx[g1[k][i]]);
}
if(!flag) mi[k]=mx[k]=++m;
}
int newnode(int u,long long key)
{
++tot;
H[tot]={u,key,,};
return tot;
}
int merge(int u,int v)
{
/*
merge两个堆u和v
这里是采用随机堆,方便合并,方便持久化
*/
if(!u) return v;
if(!v) return u;
if(H[v].key<H[u].key) swap(u,v);
int k=++tot;
H[k]=H[u];
if(rand()%) H[k].l=merge(H[k].l,v);
else H[k].r=merge(H[k].r,v);
return k;
}
void Kshort()
{
/*
求k短路
*/
dis[T]=;
for(int i=;i<T;++i) dis[i]=inf;
tot=;
for(int i=m-;i>=;--i)
{
/*
DAG图求最短路径树
*/
int fa=;
for(int j=head[i];j!=-;j=nx[j])
if(dis[i]>e[j].w+dis[e[j].to])
{
dis[i]=e[j].w+dis[e[j].to];
pos[i]=j;
fa=e[j].to;
}
rt[i]=rt[fa];
for(int j=head[i];j!=-;j=nx[j])
if(j!=pos[i])
{
//printf("ce : %d %d\n",i,e[j].to);
rt[i]=merge(rt[i],newnode(e[j].to,e[j].w+dis[e[j].to]-dis[i]));
}
}
//printf("tot : %d\n",tot);
//printf("len : %d\n",len);
//printf("m : %d\n",m);
//for(int i=0;i<=T;++i) printf("%d : %lld %d\n",i,dis[i],pos[i]);
printf("%lld\n",dis[S]+s[]);
heapnode now={0LL,rt[S]};
if(now.root) q.push(now);
while(--k&&!q.empty())
{
/*
每次从优先队列队首取出最小的边集
每个边集对对应一种合法的k短路走法
有两种扩展方法
第一种:将最后一条边换成所在堆的次小元素(相当于从堆里把堆顶删除)
第二种:新加一条边,即从最后一条边继续往后走
*/
now=q.top();
q.pop();
printf("%lld\n",now.len+H[now.root].key+dis[S]+s[]);
int id=merge(H[now.root].l,H[now.root].r);
//printf("%d : %d %lld\n",id,H[id].u,H[id].key);
if(id)
q.push({now.len,id});
now.len+=H[now.root].key;
if(rt[H[now.root].u])
q.push({now.len,rt[H[now.root].u]});
}
}
int main()
{
srand(time());
scanf("%d%d",&n,&k);
for(int i=;i<=n;++i) scanf("%d",&a[i]);
for(int i=;i<n;++i)
{
int u,v;
scanf("%d%d",&u,&v);
g1[u].push_back(v);
g1[v].push_back(u);
}
dfs(,);
for(int i=;i<=n+;++i) head[i]=-;
for(int i=;i<=n;++i) addedge(mi[i]-,mx[i],-s[i]);
for(int i=;i<m;++i) addedge(i,i+,);
S=,T=m;
Kshort();
return ;
}
C(随机算法)
题意:
给出一个n个点的树,每个点有自己的颜色,选出一个包含点数最少的连通块,使得其中有k种不同的颜色。
n<=10000,k<=5,每个点颜色<=n
分析:
如果每个点的颜色是1~5,那就很好办了,我们只需要做树形dp就可以了,dp[i][j]表示以i为根的子树,颜色包含情况为j的最少点数
那么这个dp就是n*4^5的
但现在颜色数量有很多,无法表示状态
考虑随机算法,我们将1~n颜色随机映射到1~k,我们来分析下正确的概率:
分母很明显是$k^n$
成功当且仅当作为答案的那一组颜色被染成了k种不同的颜色,所以分子就是$k!*k^{n-k}$
所以成功的概率是$\frac{k^n}{k!*k^{n-k}} = 0.2$
于是随个30次就行了
D(递推)
题意:
k-left tree指的是一类树,需要满足两个性质:
1、从根向每个叶子走的过程中经过的左孩子的个数<k
2、除叶子节点外的其它节点都有2个孩子
求n个叶子节点的k-left tree有多少种
n,k<=5000
分析:
一个k-left tree的左子树一定是k-1 left tree 右子树一定是k left tree树,只需要枚举左右两边分配的叶子节点个数就行了,O(n^3)的算法是显然的。
我们通过O(n^3)的算法算出了所有的ans[1..n][1..k],已经不能再优化了,但该题只需要求固定k下的ans[1..n],所以我们只能换思路用O(n^2)的去解决。
考虑已经知道了k限制下,有n个节点的所有树,如何更新到n+1的答案
我们发现该树有n个叶子说明有n-1个非叶子,我们只需要去考虑这些非叶子的形状就行了
从n更新到n+1实际上给n对应的树里面添加一个树枝,但为了不重复计数,我们人为规定该树枝只能添加到先序遍历最后的位置(如果在中间添加,可以看成删去最后的那个树枝,保留目前这个树枝,将这个树作为n的答案)
于是dp[i][j]表示i个树枝,从根到最后一个树枝经过了j个左儿子的树的总数,那么显然对于i+1,我们可以在这j个左儿子那添加一条向右的树枝,所以可以转移到dp[i+1][j+1],dp[i+1][j],....,dp[i+1][1],前缀和优化即可。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=,Mod=1e9+;
int k,n,f[N][N];
void inc(int &x,long long y)
{
x=(x+y+Mod)%Mod;
}
int main()
{ cin>>k>>n;
/*for(int i=2;i<=k;++i) f[1][i]=1;
for(int j=3;j<=k;++j)
for(int i=1;i<=n;++i)
for(int l=1;l<i;++l)
inc(f[i][j],1LL*f[l][j-1]*f[i-l][j]%Mod);*/
/*for(int j=1;j<=k;++j)
for(int i=1;i<=n;++i)
printf("%d %d : %d\n",i,j,f[i][j]);*/
k-=;
f[][]=;
f[][]=;
for(int i=;i<n;++i)
{
for(int j=;j<=k;++j)
inc(f[i+][min(j+,k)],f[i][j]);
for(int j=k-;j>=;--j) inc(f[i+][j],f[i+][j+]);
}
for(int i=;i<=n;i++)
{
int ans=;
for(int j=;j<=k;++j) inc(ans,f[i][j]);
printf("%d\n",ans);
}
return ;
}
E(找规律)
略
F(Fibonacci树递推)
题意:
问深度为n的fibonacci树的白点距离情况,即相距1,2,...,,2*n的白点对分别有多少对。
n<=5000
fibonacci树指的是根是白点,一个白点下面一个黑点,一个黑点下面一个白点和一个黑点形成的树。
分析:
fibonacci树有这样的性质:每个深度的点的个数、每个深度的黑点个数、每个深度的白点个数分别都是fibonacci数列
dp[i][0/1]表示深度为i的fibonacci树,根节点是白/黑点情况下的白色点对相距情况(保存的是1~2*i的数组)
很明显dp[i][0]=dp[i-1][1],dp[i][1]=dp[i-1][0]+dp[i-1][1]+两个子树之间贡献的答案
两个子树之间的贡献的答案就是两个fibonacci的卷积,所以这样是O(n^3)
如果卷积用FFT,那么是O(n^2logn)也是不能通过的
实际上两个fibonacci的卷积可以这样做:
我们枚举a的下标j,然后将a[j]*b[1,2,...,i-1]放到对应的ans[j+1,j+2,...,j+i-1]位置上,问题就变成了给区间加上一个fibonacci数列,最终求区间的每一个位置的数字
这我们可以用类似差分的做法来O(1)修改,O(n)询问
所以时间复杂度就是降到O(n^2),但是常数有点大,大概是std的1.5倍,在某oj上不能通过。
G(可持久化线段树优化建边)
题意:
有n个人,每个人三个属性a,b,c,若一个人的某两项属性大于另外一个人的对应两项属性,那么这个人可以击败另一个人。问有多少个人可以击败其它所有人。
n<=100000
分析:
如果n比较小,那么就暴力建图然后缩点就行了。
这里需要用数据结构优化建边。
对于三个属性,我们每次提取两维考虑,假设这两维是x,y
按照x从小到大排序,然后从左往右扫,假设现在来到了第i个人,那么连边就是“向1~i-1个人中y属性小于自己的人建边”
如果只有“向y属性小于自己的人建边”,那么建一个权值线段树,把每个线段树节点作为辅助节点就行了
现在有了“向1~i-1个人中”这个限制,那也很简单,我们建可持久化线段树就行了
建可持久化线段树唯一注意的是,新点u向旧点u也要连一条边
这样边数就从O(n^2)下降到了O(nlogn),点数从O(n)上升到了O(nlogn)
然后缩点,问题变成了有一个DAG图,有一些关键节点(1~n),我们想知道这关键节点当中有哪些点可以到达其它关键节点
我们只需要对这个DAG图把所有非关键节点都拓扑掉,剩下关键节点就被剥出来了,若关键节点是唯一入度为0的节点,那么该关键节点对应强连通分量里面的所有原来的节点答案就是1,其它答案是0。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=,maxsize=**,maxm=*maxsize;
int a[maxn+],b[maxn+],c[maxn+],id[maxn+];
int rt[maxn+];
int n,tot,num,sz,len;
int head[maxsize+],head1[maxsize+];
int nx[maxm+],e[maxm+];
int t[maxsize+],color[maxsize+];
bool v[maxsize+];
int ans[maxsize+],d[maxsize+];
struct tree
{
int lc,rc;
}T[maxsize+];
void addedge(int u,int v)
{
if(!u||!v) return;
//printf("%d %d\n",u,v);
++len;
e[len]=v;
nx[len]=head[u];
head[u]=len;
++len;
e[len]=u;
nx[len]=head1[v];
head1[v]=len;
}
void adde(int u,int v)
{
++len;
e[len]=v;
nx[len]=head1[u];
head1[u]=len;
}
int build(int last,int l,int r,int x,int id)
{
int k=++tot;
T[k]=T[last];
addedge(k,last);
if(l==r)
{
addedge(k,id);
return k;
}
int mid=(l+r)>>;
if(x<=mid) T[k].lc=build(T[last].lc,l,mid,x,id),addedge(k,T[k].lc);
else T[k].rc=build(T[last].rc,mid+,r,x,id),addedge(k,T[k].rc);
return k;
}
void add(int k,int l,int r,int x,int id)
{
if(!k) return;
if(l==r)
{
addedge(id,k);
return;
}
int mid=(l+r)>>;
if(x<=mid) add(T[k].lc,l,mid,x,id);
else addedge(id,T[k].lc),add(T[k].rc,mid+,r,x,id);
}
void work(int *x,int *y)
{
for(int i=;i<=n;++i) id[x[i]]=i;
for(int i=;i<=n;++i)
{
rt[i]=build(rt[i-],,n,y[id[i]],id[i]);
add(rt[i],,n,y[id[i]],id[i]);
}
}
void dfs(int k)
{
v[k]=;
for(int i=head[k];i!=-;i=nx[i])
if(!v[e[i]]) dfs(e[i]);
++sz;
t[sz]=k;
}
void dfs1(int k)
{
v[k]=;
color[k]=num;
for(int i=head1[k];i!=-;i=nx[i])
if(!v[e[i]]) dfs1(e[i]);
}
queue<int> q;
int main()
{
int size = << ; // 256MB
char *p = (char*)malloc(size) + size;
__asm__("movl %0, %%esp\n" :: "r"(p));
scanf("%d",&n);
for(int i=;i<=n;++i) scanf("%d%d%d",&a[i],&b[i],&c[i]);
for(int i=;i<=maxsize;++i) head[i]=head1[i]=-;
tot=n;
work(a,b);
//printf("%d %d\n",tot,len);
work(a,c);
//printf("%d %d\n",tot,len);
work(b,c);
//printf("%d %d\n",tot,len);
for(int i=;i<=tot;++i) if(!v[i]) dfs(i);
memset(v,,sizeof(v));
for(int i=sz;i>=;--i) if(!v[t[i]]) ++num,dfs1(t[i]);
memset(v,,sizeof(v));
for(int i=;i<=n;++i)
v[color[i]]=;
for(int i=;i<=num;++i) head1[i]=-;
for(int i=;i<=tot;++i)
for(int j=head[i];j!=-;j=nx[j])
{
int u=color[i],vv=color[e[j]];
if(u==vv) continue;
++d[vv];
adde(u,vv);
//printf("ok : %d\n",color[vv]);
}
for(int i=;i<=num;++i)
if(!d[i]&&!v[i]) q.push(i);
while(!q.empty())
{
int u=q.front();
q.pop();
for(int i=head1[u];i!=-;i=nx[i])
{
int to=e[i];
--d[to];
if(d[to]==&&!v[to]) q.push(to);
}
}
//printf("num : %d\n",num);
//for(int i=1;i<=n;++i) printf("%d : %d\n",i,color[i]);
int sum=;
int winner=;
for(int i=;i<=num;++i)
if(v[i]&&d[i]==) ++sum,winner=i;
if(sum==)
for(int i=;i<=n;++i)
if(color[i]==winner) ans[i]=;
for(int i=;i<=n;++i) printf("%d\n",ans[i]);
//cout<<clock();
return ;
}
H(贪心+set)
题意:
你有n个商品,Alice买第i件商品花ai元,Bob买第i件商品花bi元,一个商品只有一个,显然一个商品不能被两人同时买,Alice可以最多买A个,Bob可以最多买B个,问他们该如何买,你才能获得最大的收益。
A+B<=n<=10^5
ai,bi可正可负
分析:
我们先把所有负权值修改为0,那么“最多买”就变成了“恰好买”
我们按照ai从大到小排个序,首先Alice买前A个,Bob买后n-A个中bi最大的B个
然后我们去枚举Alice买的最后一个商品i,那么1~i每个商品都被Alice或者Bob买了,不会有商品没有被买(假如这样,那么Alice去买那个没人买的一定比买现在的第i个要来的划算)
很显然这样的答案就是1~i里面a[i]的和加上i-A个最大的b[i]-a[i]的和(即i个商品里面Alice买A个,Bob买i-A个,Bob买的这i-A个一定是b[i]-a[i]最大的i-A个),然后Bob还可以买B-(i-A)个,就是从i+1~n里面挑b[i]最大的B-(i-A)个买,这个显然可以用两个平衡树去维护
但当然因为个数恰好是递增、递减的,所以我们也可以在i递增的过程中用两个set来维护
时间复杂度O(nlogn)
I(推导+容斥计算)
待填坑
K(推导+杜教筛)
待填坑
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