【luogu1081】开车旅行(倍增)

本文介绍了一种使用倍增技巧优化路径查找的算法,并通过具体的旅行问题进行了解释。该算法利用预处理技术来减少查找最接近节点的时间复杂度,通过构建一棵固定树形结构并采用二进制表达来加速计算过程。

题目:开车旅行

题解:

嘛......70pts简直送分,一个n^2的预处理就ok啦,但是想A这道题就需要把n变成logn,我们用倍增

怎么说呢,作为对倍增更深层的理解吧。。。。

可以发现预处理就会T。。其实我们每次要找一个海拔与当前城市相差最少的城市,这里用双向链表(set也可以),按照高度排序,然后链起来,按城市原始位置从左到右处理接下来的城市是哪个,然后将自己删掉(没用了),接下来的就是往链表的左右两边找两层,记一个最近和次近,预处理可以优化到O(n),发现其实是一棵固定的树,选择倍增

已经预处理出2^0的情况,直接dp,可以预处理出每个点2^i的父亲,A走了多少,B走了多少

下面就是给定总路程如何求出AB走的路程,问题可以转化为给定总路程求走了几次,然后可以用先前的预处理,二进制表达。

代码:

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define N 100005
#define sz 31
#define LL long long
#define INF 1e9
using namespace std;
const double eps=1e-6;
struct hh{int h,id,L,R;}a[N];
int now,n,pos[N],first[N],second[N],w[N][sz],A[N][sz],B[N][sz],h[N];
LL disA,disB;
int cmp(hh a,hh b){return a.h<b.h;}
int dcmp(double x)
{
	if (x>=-eps && x<=eps) return 1;
	else return 0;
}
int work(int p,int q)
{
	if (p==-1 && q==-1) return -1;
	if (p==-1) return a[q].id;if (q==-1) return a[p].id;
	if (a[now].h-a[p].h<=a[q].h-a[now].h) return a[p].id;else return a[q].id;
}
void Init_zy()
{
	int i;
	sort(a+1,a+n+1,cmp);
	for (i=1;i<=n;i++) pos[a[i].id]=i,a[i].L=i-1,a[i].R=i+1;
	a[1].L=a[n].R=-1;
	for (i=1;i<=n;i++)
	{
		now=pos[i];int Left=a[now].L,Right=a[now].R;
		first[i]=work(Left,Right);
		if (first[i]==-1) second[i]=-1;
		else if (a[Left].id==first[i]) second[i]=work(a[Left].L,Right); 
		     else second[i]=work(Left,a[Right].R);
		a[Left].R=Right; a[Right].L=Left;
	}
}
void Init_w()
{
	for (int i=1;i<=n;i++) w[i][0]=second[i],w[i][1]=first[w[i][0]];
    for (int j=2;j<sz;j++)
	  for (int i=1;i<=n;i++)  
	    if (w[i][j-1]>0) w[i][j]=w[w[i][j-1]][j-1];
}
void Init_AB()
{
	for (int i=1;i<=n;i++)
	{
		if (w[i][0]>0) A[i][1]=abs(h[i]-h[w[i][0]]);
		if (w[i][0]>0 && w[i][1]>0) B[i][1]=abs(h[w[i][0]]-h[w[i][1]]);
	}
	for (int j=2;j<sz;j++)
	  for (int i=1;i<=n;i++)
	  {
	  	A[i][j]=A[i][j-1];
	  	if (w[i][j-1]>0) A[i][j]+=A[w[i][j-1]][j-1];
	  	B[i][j]=B[i][j-1];
	  	if (w[i][j-1]>0) B[i][j]+=B[w[i][j-1]][j-1];
	  }
}
void find(int s,int cnt)
{
	disA=disB=0;
	for (int i=sz-1;i;i--)
	  if (w[s][i]>0 && A[s][i]+B[s][i]<=cnt)
	  {
	  	cnt-=A[s][i]+B[s][i];
	  	disA+=A[s][i]; disB+=B[s][i];
	  	s=w[s][i];
	  }
	if (second[s]>0 && abs(h[second[s]]-h[s])<=cnt) 
	  disA+=abs(h[second[s]]-h[s]); 
}
int main()
{
	int i,x0,qq;
	scanf("%d",&n);
	for (i=1;i<=n;i++)
	  scanf("%d",&h[i]),a[i].h=h[i],a[i].id=i;
	Init_zy();
	Init_w();
	Init_AB();
	scanf("%d",&x0);
	double diss=INF;int ans=0;
	for(i=1;i<=n;i++) 
	{
		find(i,x0);
		if (disB) 
		{
		 	double xx=(double)disA/disB;
		 	if (xx<diss || (dcmp(xx-diss)&&h[ans]<h[i]))
		 	  diss=xx,ans=i;
		 } 
	}
	printf("%d\n",ans);scanf("%d",&qq);
	for (i=1;i<=qq;i++)
	{
		int s,t;scanf("%d%d",&s,&t);
		find(s,t);
		printf("%lld %lld\n",disA,disB);
	}
}


原题:[NOIP 2012 提高组] 开车旅行 # P1081 [NOIP 2012 提高组] 开车旅行 ## 题目描述 小 $\text{A}$ 和小 $\text{B}$ 决定利用假期外出旅行,他们将想去的城市从 $1 $ 到 $n$ 编号,且编号较小的城市在编号较大的城市的西边,已知各个城市的海拔高度互不相同,记城市 $i$ 的海拔高度为$h_i$,城市 $i$ 和城市 $j$ 之间的距离 $d_{i,j}$ 恰好是这两个城市海拔高度之差的绝对值,即 $d_{i,j}=|h_i-h_j|$。 旅行过程中,小 $\text{A}$ 和小 $\text{B}$ 轮流开车,第一天小 $\text{A}$ 开车,之后每天轮换一次。他们计划选择一个城市 $s$ 作为起点,一直向东行驶,并且最多行驶 $x$ 公里就结束旅行。 小 $\text{A}$ 和小 $\text{B}$ 的驾驶风格不同,小 $\text{B}$ 总是沿着前进方向选择一个最近的城市作为目的地,而小 $\text{A}$ 总是沿着前进方向选择第二近的城市作为目的地(注意:本题中如果当前城市到两个城市的距离相同,则认为离海拔低的那个城市更近)。如果其中任何一人无法按照自己的原则选择目的城市,或者到达目的地会使行驶的总距离超出 $x$ 公里,他们就会结束旅行。 在启程之前,小 $\text{A}$ 想知道两个问题: 1、 对于一个给定的 $x=x_0$,从哪一个城市出发,小 $\text{A}$ 开车行驶的路程总数与小 $\text{B}$ 行驶的路程总数的比值最小(如果小 $\text{B}$ 的行驶路程为 $0$,此时的比值可视为无穷大,且两个无穷大视为相等)。如果从多个城市出发,小 $\text{A}$ 开车行驶的路程总数与小 $\text{B}$ 行驶的路程总数的比值都最小,则输出海拔最高的那个城市。 2、对任意给定的 $x=x_i$ 和出发城市 $s_i$,小 $\text{A}$ 开车行驶的路程总数以及小 $\text B$ 行驶的路程总数。 ## 输入格式 第一行包含一个整数 $n$,表示城市的数目。 第二行有 $n$ 个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,依次表示城市 $1$ 到城市 $n$ 的海拔高度,即 $h_1,h_2 ... h_n$,且每个 $h_i$ 都是互不相同的。 第三行包含一个整数 $x_0$。 第四行为一个整数 $m$,表示给定 $m$ 组 $s_i$ 和 $x_i$。 接下来的 $m$ 行,每行包含 $2$ 个整数 $s_i$ 和 $x_i$,表示从城市$s_i$ 出发,最多行驶 $x_i$ 公里。 ## 输出格式 输出共 $m+1$ 行。 第一行包含一个整数 $s_0$,表示对于给定的 $x_0$,从编号为 $s_0$ 的城市出发,小 $\text A$ 开车行驶的路程总数与小 $\text B$ 行驶的路程总数的比值最小。 接下来的 $m$ 行,每行包含 $2$ 个整数,之间用一个空格隔开,依次表示在给定的 $s_i$ 和 $x_i$ 下小 $\text A$ 行驶的里程总数和小 $\text B$ 行驶的里程总数。 ## 输入输出样例 #1 ### 输入 #1 ``` 4 2 3 1 4 3 4 1 3 2 3 3 3 4 3 ``` ### 输出 #1 ``` 1 1 1 2 0 0 0 0 0 ``` ## 输入输出样例 #2 ### 输入 #2 ``` 10 4 5 6 1 2 3 7 8 9 10 7 10 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 7 10 7 ``` ### 输出 #2 ``` 2 3 2 2 4 2 1 2 4 5 1 5 1 2 1 2 0 0 0 0 0 ``` ## 说明/提示 【样例1说明】 ![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/zgms0k7y.png) 各个城市的海拔高度以及两个城市间的距离如上图所示。 如果从城市 $1$ 出发,可以到达的城市为 $2,3,4$,这几个城市与城市 $1$ 的距离分别为 $1,1,2$,但是由于城市 $3$ 的海拔高度低于城市 $2$,所以我们认为城市 $3$ 离城市 $1$ 最近,城市 $2$ 离城市 $1$ 第二近,所以小A会走到城市 $2$。到达城市 $2$ 后,前面可以到达的城市为 $3,4$,这两个城市与城市 $2$ 的距离分别为 $2,1$,所以城市 $4$ 离城市 $2$ 最近,因此小B会走到城市$4$。到达城市 $4$ 后,前面已没有可到达的城市,所以旅行结束。 如果从城市 $2$ 出发,可以到达的城市为 $3,4$,这两个城市与城市 $2$ 的距离分别为 $2,1$,由于城市 $3$ 离城市 $2$ 第二近,所以小 $\text A$ 会走到城市 $3$。到达城市 $3$ 后,前面尚未旅行的城市为 $4$,所以城市 $4$ 离城市 $3$ 最近,但是如果要到达城市 $4$,则总路程为 $2+3=5>3$,所以小 $\text B$ 会直接在城市 $3$ 结束旅行。 如果从城市 $3$ 出发,可以到达的城市为 $4$,由于没有离城市 $3$ 第二近的城市,因此旅行还未开始就结束了。 如果从城市 $4$ 出发,没有可以到达的城市,因此旅行还未开始就结束了。 【样例2说明】 当 $x=7$ 时,如果从城市 $1$ 出发,则路线为 $1 \to 2 \to 3 \to 8 \to 9$,小 $\text A$ 走的距离为 $1+2=3$,小 $\text B$ 走的距离为 $1+1=2$。(在城市 $1$ 时,距离小 $\text A$ 最近的城市是 $2$ 和 $6$,但是城市 $2$ 的海拔更高,视为与城市 $1$ 第二近的城市,所以小 $\text A$ 最终选择城市 $2$;走到$9$ 后,小 $\text A$ 只有城市 $10$ 可以走,没有第二选择可以选,所以没法做出选择,结束旅行) 如果从城市 $2$ 出发,则路线为 $2 \to 6 \to 7$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为 $2,4$。 如果从城市 $3$ 出发,则路线为 $3 \to 8 \to 9$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为$2,1$。 如果从城市 $4$ 出发,则路线为 $4 \to 6 \to 7$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为 $2,4$。 如果从城市 $5$ 出发,则路线为 $5 \to 7 \to 8$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为 $5,1$。 如果从城市 $6$ 出发,则路线为 $6 \to 8 \to 9$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为$5,1$。 如果从城市 $7$ 出发,则路线为 $7 \to 9 \to 10$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为$2,1$。 如果从城市 $8$ 出发,则路线为 $8 \to 10$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为$2,0$。 如果从城市 $9$ 出发,则路线为 $9$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为 $0,0$(旅行一开始就结束了)。 如果从城市 $10$ 出发,则路线为 $10$,小 $\text A$ 和小 $\text B$ 走的距离分别为$0,0$。 从城市 $2$ 或者城市 $4$ 出发小 $\text A$ 行驶的路程总数与小 $\text B$ 行驶的路程总数的比值都最小,但是城市 $2$ 的海拔更高,所以输出第一行为 $2$。 【数据范围与约定】 对于 $30\%$ 的数据,有$1\le n \le 20,1\le m\le 20$; 对于$40\%$ 的数据,有$1\le n \le 100,1\le m\le 100$; 对于 $50\%$ 的数据,有$1\le n \le 100,1\le m\le 1000$; 对于 $70\%$ 的数据,有$1\le n \le 1000,1\le m\le 10^4$; 对于 $100\%$ 的数据:$1\le n,m \le 10^5$,$-10^9 \le h_i≤10^9$,$1 \le s_i \le n$,$0 \le x_i \le 10^9$ 数据保证 $h_i$ 互不相同。 为什么代码片段中的代码可以
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