Codeforces CodeTON Round 8(Div.1 + Div.2) A~E

Codeforces比赛题目分析与解答

A. Farmer John’s Challenge (模拟)

题意:

构造一个长度为nnn的数组,将这些数组围成一个圈(顺时针)从任意一个位置打开,有且仅有 kkk个非降序排列的数组。

分析:

k=1k=1k=1时,升序输出1−n1-n1nn=kn=kn=k时,全111即可。其他情况都是−1-11

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int mod = 1e9 + 7;

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n, k;
        cin >> n >> k;
        if (k == 1) {
            for (int i = 1; i <= n; i++)
                cout << i << " ";
            cout << endl;
        } else if (n == k) {
            for (int i = 1; i <= n; i++)
                cout << 1 << " ";
            cout << endl;
        } else
            cout << -1 << endl;
    }
    return 0;
}

B.Bessie and MEX (思维)

题意:

给出一个长度为 nnn 的数组 aaa ,根据 aaa 构造出一个排列 ppp 。数组 aaa 的构造使得 aia_iai = MEX(p1,p2,…,pi)−pi\texttt{MEX}(p_1, p_2, \ldots, p_i) - p_iMEX(p1,p2,,pi)pi ,其中数组的 MEX\texttt{MEX}MEX 是该数组中没有出现的最小非负整数。

分析:

ai>0a_i>0ai>0,填入当前的最小值,同时更新最小值,ai<0a_i<0ai<0时,mexmexmex没有更新,加上绝对值即可。

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N = 2e5 + 10, mod = 1e9 + 7;
int a[N], p[N];

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n;
        cin >> n;
        for (int i = 1; i <= n; i++)
            cin >> a[i];
        int minval = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (a[i] > 0) {
                p[i] = minval;
                minval = a[i] + minval;
            } else {
                p[i] = minval - a[i];
            }
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++)
            cout << p[i] << " ";
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

C1. Bessie’s Birthday Cake (Easy Version) (数学)

题意:

贝西从她最好的朋友埃尔西那里收到了一个生日蛋糕,它是一个边长为 nnn 的正多边形。蛋糕的顶点按顺时针方向从 111 排列到 nnn 。你和贝西将选择其中的一些顶点在蛋糕上切出不相交的对角线。换句话说,对角线的端点必须是所选顶点的一部分。
为了保持一致性,贝西只想分发三角形的蛋糕。蛋糕块的大小并不重要,整个蛋糕也不一定要分成三角形(蛋糕中可以有其他形状,但不计算在内)。
贝西已经选择了 xxx 个顶点,可以用来组成对角线。她希望你选择的其他顶点不超过yyy ,这样她能分出的三角形蛋糕的数量就能达到最大。
贝西最多能分出多少块三角形蛋糕?
此题保证y=0y=0y=0

分析:

假设对答案有贡献的点叫有效点,可以发现如果两个点之间正好只有一个点,那么这个点也是有效的,答案是总的有效点数减222.

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N = 2e5 + 10, mod = 1e9 + 7;
int a[N];

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n, x, y, cnt;
        cin >> n >> x >> y;
        cnt = x - 2;
        for (int i = 1; i <= x; i++)
            cin >> a[i];
        sort(a + 1, a + x + 1);
        for (int i = 1; i < x; i++) {
            if (a[i] + 1 == a[i + 1] - 1) {
                cnt++;
            }
        }
        if (a[x] == n - 1 && a[1] == 1)
            cnt++;
        else if (a[x] == n && a[1] == 2)
            cnt++;
        cout << cnt << endl;
    }
    return 0;
}

C2.Bessie’s Birthday Cake (Hard Version) (数学)

题意:

贝西从她最好的朋友埃尔西那里收到了一个生日蛋糕,它是一个边长为 nnn 的正多边形。蛋糕的顶点按顺时针方向从 111 排列到 nnn 。你和贝西将选择其中的一些顶点在蛋糕上切出不相交的对角线。换句话说,对角线的端点必须是所选顶点的一部分。
为了保持一致性,贝西只想分发三角形的蛋糕。蛋糕块的大小并不重要,整个蛋糕也不一定要分成三角形(蛋糕中可以有其他形状,但不计算在内)。
贝西已经选择了 xxx 个顶点,可以用来组成对角线。她希望你选择的其他顶点不超过yyy ,这样她能分出的三角形蛋糕的数量就能达到最大。
贝西最多能分出多少块三角形蛋糕?

分析:

通过简单版本发现,每次操作可以让有效点数加222,但是如果一段只剩下333个点,那么可以一次性操作让有效点数加333。同时发现奇数间隔可以获得的贡献更大,所以优先操作间距短的奇数长度区间间隔,再操作偶数区间间隔。

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N = 2e5 + 10, mod = 1e9 + 7;

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n, x, y;
        cin >> n >> x >> y;
        vector<int> a(x);
        for (int i = 0; i < x; i++)
            cin >> a[i];
        sort(a.begin(), a.end());
        int sum = x;
        vector<int> tmp[2];
        for (int i = 0; i < x; i++) {
            int len = a[(i + 1) % x] - a[i] - 1;
            if (len < 0)
                len += n;
            if (len == 1)
                sum += 1;
            if (len > 1) {
                tmp[len % 2].push_back(len);
            }
        }
        for (int i = 1; i >= 0; i--) {
            sort(tmp[i].begin(), tmp[i].end());
            for (auto u: tmp[i]) {
                if (u % 2 == 1) {
                    int num2 = (u - 3) / 2;
                    int t = min(y, num2);
                    y -= t;
                    sum += t * 2;
                    int num3 = 1;
                    t = min(y, num3);
                    y -= t;
                    sum += t * 3;
                } else {
                    int num2 = u / 2;
                    int t = min(y, num2);
                    y -= t;
                    sum += t * 2;
                }
            }
        }
        cout << sum - 2 << endl;
    }
    return 0;
}

D.Learning to Paint (dp)

题意:

艾尔西正在学习如何绘画。她的画布上有 nnn 个单元格,编号从 111nnn ,她可以画任何(可能是空)单元格子集。
艾尔西有一个二维数组 aaa ,她将用这个数组来评估绘画作品。假设一幅画中绘画单元格的最大连续间隔为 [l1,r1],[l2,r2],…,[lx,rx][l_1,r_1],[l_2,r_2],\ldots,[l_x,r_x][l1,r1],[l2,r2],,[lx,rx] 。这幅画的美丽值是所有 1≤i≤x1 \le i \le x1ixali,ria_{l_i,r_i}ali,ri 的总和。
2n2^n2n 种方法可以绘制条形图。请帮助艾尔西找出在所有这些方法中,前kkk大的美丽值。这kkk种美丽值可以相同,但要保证至少有kkk种画法。

分析:

fff表示使用前iii个位置的前kkk大和,但是位置iii不一定要涂色。ggg表示使用前iii个位置且以iii开头的前kkk大和,保证位置iii为涂色开头。即f[i][j]f[i][j]f[i][j]表示使用前iii个位置,第jjj大的和。g[i][j]g[i][j]g[i][j]表示 使用前iii个位置,iii涂色 且i−1i-1i1不涂色 第jjj大的和。
维护f[i]f[i]f[i],可以用优先队列,从 g[1...i]g[1...i]g[1...i]转移,同时维护g[1...i]g[1...i]g[1...i]最大的值,取前kkk个用于更新f[i]f[i]f[i]。在更新g[i+1]g[i+1]g[i+1]时,因为iii不涂色,以i−1i-1i1及前面的位置结尾都可,因此就是 g[i+1]=f[i−1];g[i+1]=f[i-1];g[i+1]=f[i1];

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
typedef long long LL;
#define PII pair<LL, LL>
const int mod = 1e9 + 7;
const int INF = 1e9;

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n, k;
        cin >> n >> k;
        vector<vector<int>> a(n + 1, vector<int>(n + 1));
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = i; j <= n; j++) {
                cin >> a[i][j];
            }
        }
        vector<vector<int>> f(n + 1, vector<int>(k, -INF));
        vector<vector<int>> g(n + 2, vector<int>(k, -INF));
        g[1][0] = 0;
        f[0][0] = 0;
        vector<int> c(k);
        vector<int> p(n + 1);
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            priority_queue<PII > tmp;
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                tmp.push({g[j][0] + a[j][i], j});
                p[j] = 0;
            }
            for (int t = 0; t < k; t++) {
                auto [s, j] = tmp.top();
                tmp.pop();
                f[i][t] = s;
                p[j]++;
                tmp.push({g[j][p[j]] + a[j][i], j});
            }
            int l = 0, r = 0;
            for (int t = 0; t < k; t++) {
                c[t] = max(f[i - 1][l], f[i][r]);
                if (f[i - 1][l] > f[i][r])
                    l++;
                else
                    r++;
            }
            f[i] = c;
            g[i + 1] = f[i - 1];
        }

        for (int i = 0; i < k; i++) {
            cout << f[n][i] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

E.Farm Game (组合数)

题意:

农夫 NhojNhojNhoj 带着他的奶牛来到农夫 JohnJohnJohn 的农场玩游戏!农夫约翰的农场可以用一条在 000l+1l + 1l+1 点有墙的数线来模拟。农场里有 2n2n2n 头奶牛,其中 nnn 头属于 FJFJFJ,另外 nnn 头属于 FNFNFN。他们把每头牛都放在一个不同的点上,FJFJFJ 的牛和 FNFNFN 的牛都不相邻。如果两头奶牛之间没有其他奶牛,它们就是相邻的。
在一次下棋中,农夫选择了 kkk(1≤k≤n)(1 \leq k \leq n)(1kn) 和一个方向(左或右)。然后,农夫选择 kkk 头奶牛,并将它们朝所选方向移动一个位置。农场主不能将自己的奶牛移动到墙上或其他农场主的奶牛上。如果一位农夫不能移动任何奶牛,那么他就输了。FJFJFJ先开始游戏,进行第一个回合。
给定 lllnnn ,求如果两个农夫都以最佳方式下棋,农夫约翰可能获胜的棋局配置数。对局可能无限期地进行下去,在这种情况下没有农民获胜。如果有任何 iiiaia_iaibib_ibi 不同,则该配置与另一种配置不同。输出答案,请将答案对998244353998244353998244353取模。

分析:

首先发现a[i]a[i]a[i]b[i]b[i]b[i]前面 和 a[i]a[i]a[i]b[i]b[i]b[i]后面这两种情况实际是一样,只需要计算其中一种情况,最后答案乘222即可。
如果 b[i]−a[i]−1b[i]-a[i]-1b[i]a[i]1 不全为偶数,那么就是 FJFJFJ 必胜。因为全为偶数是必败态,又由于kkk至少为111,如果全是偶数,FJFJFJ 转移一次后 FNFNFN 获得的是必胜态。如果不全是偶数,FJFJFJ 可以转移一次全变成偶数,FNFNFN 获得的就是必败态了。
我们逆向考虑,用总答案数减去全为偶数的情况。总答案数为C(l,2×n)C(l,2\times n)C(l,2×n)。当(b[i]−a[i]−1)(b[i]-a[i]-1)(b[i]a[i]1)全为偶数时,考虑空地怎么插在牛之间,(a,b)(a,b)(a,b)内只能插偶数块空地,枚举插入(a,b)(a,b)(a,b)内的空地对的个数为mmm(a,b)(a,b)(a,b)一共有nnn 组,答案为C(n+m−1,m−1)C(n+m−1,m−1)C(n+m1,m1)
剩下的空地插在(b,a)(b,a)(b,a)(0,a[0])(0,a[0])(0,a[0]),(b[n],l+1)(b[n],l+1)(b[n],l+1)内,一共n+1n+1n+1组,用同样的方法计算。

代码:

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N = 1e6 + 5;
const int mod = 998244353;

template<const int T>
struct ModInt {
    const static int mod = T;
    int x;

    ModInt(int x = 0) : x(x % mod) {}

    ModInt(long long x) : x(int(x % mod)) {}

    int val() { return x; }

    ModInt operator+(const ModInt &a) const {
        int x0 = x + a.x;
        return ModInt(x0 < mod ? x0 : x0 - mod);
    }

    ModInt operator-(const ModInt &a) const {
        int x0 = x - a.x;
        return ModInt(x0 < 0 ? x0 + mod : x0);
    }

    ModInt operator*(const ModInt &a) const { return ModInt(1LL * x * a.x % mod); }

    ModInt operator/(const ModInt &a) const { return *this * a.inv(); }

    bool operator==(const ModInt &a) const { return x == a.x; };

    bool operator!=(const ModInt &a) const { return x != a.x; };

    void operator+=(const ModInt &a) {
        x += a.x;
        if (x >= mod)
            x -= mod;
    }

    void operator-=(const ModInt &a) {
        x -= a.x;
        if (x < 0)
            x += mod;
    }

    void operator*=(const ModInt &a) { x = 1LL * x * a.x % mod; }

    void operator/=(const ModInt &a) { *this = *this / a; }

    friend ModInt operator+(int y, const ModInt &a) {
        int x0 = y + a.x;
        return ModInt(x0 < mod ? x0 : x0 - mod);
    }

    friend ModInt operator-(int y, const ModInt &a) {
        int x0 = y - a.x;
        return ModInt(x0 < 0 ? x0 + mod : x0);
    }

    friend ModInt operator*(int y, const ModInt &a) { return ModInt(1LL * y * a.x % mod); }

    friend ModInt operator/(int y, const ModInt &a) { return ModInt(y) / a; }

    friend ostream &operator<<(ostream &os, const ModInt &a) { return os << a.x; }

    friend istream &operator>>(istream &is, ModInt &t) { return is >> t.x; }

    ModInt pow(int64_t n) const {
        ModInt res(1), mul(x);
        while (n) {
            if (n & 1)
                res *= mul;
            mul *= mul;
            n >>= 1;
        }
        return res;
    }

    ModInt inv() const {
        int a = x, b = mod, u = 1, v = 0;
        while (b) {
            int t = a / b;
            a -= t * b;
            swap(a, b);
            u -= t * v;
            swap(u, v);
        }
        if (u < 0)
            u += mod;
        return u;
    }
};

using mint = ModInt<mod>;

mint fact[N], invfact[N];

void init() {
    fact[0] = invfact[0] = 1;
    for (int i = 1; i < N; i++)
        fact[i] = fact[i - 1] * i;
    invfact[N - 1] = fact[N - 1].inv();
    for (int i = N - 2; i; i--)
        invfact[i] = invfact[i + 1] * (i + 1);
}

inline mint C(int a, int b) {
    if (a < 0 || b < 0 || a < b)
        return 0;
    return fact[a] * invfact[b] * invfact[a - b];
}

int main() {
    init();
    int t;
    cin >> t;
    while (t--) {
        int l, n;
        cin >> l >> n;
        mint ans = C(l, 2 * n);
        int k = l - 2 * n;
        for (int m = 0; 2 * m <= k; m++) {
            mint res = C(n + m - 1, n - 1);
            res *= C((n + 1) + (k - 2 * m) - 1, (n + 1) - 1);
            ans -= res;
        }
        ans *= 2;
        cout << ans << endl;
    }
    return 0;
}

赛后交流

在比赛结束后,会在交流群中给出比赛题解,同学们可以在赛后查看题解进行补题。

群号: 704572101,赛后大家可以一起交流做题思路,分享做题技巧,欢迎大家的加入。

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