试题 算法训练 礼物 (Java)

本文介绍了一种解决JiaoShou在爱琳大陆旅行中遇到的特殊石子取法问题的算法,利用前缀和技巧找到满足连续2*K个石子重量限制的最大石子数目。通过计算最优k值,实现高效时间复杂度下的取石策略。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

问题描述:

	JiaoShou在爱琳大陆的旅行完毕,即将回家,为了纪念这次旅行,
	他决定带回一些礼物给好朋友。
	在走出了怪物森林以后,JiaoShou看到了排成一排的N个石子。
  这些石子很漂亮,JiaoShou决定以此为礼物。
  但是这N个石子被施加了一种特殊的魔法。
  如果要取走石子,必须按照以下的规则去取。
  每次必须取连续的2*K个石子,并且满足前K个石子的重量和小于等于S,
  后K个石子的重量和小于等于S。
  由于时间紧迫,Jiaoshou只能取一次。
  现在JiaoShou找到了聪明的你,问他最多可以带走多少个石子。

输入格式:

	第一行两个整数N、S。
  第二行N个整数,用空格隔开,表示每个石子的重量。

输出格式:

	第一行输出一个数表示JiaoShou最多能取走多少个石子。

样列输入:

	8 3
	1 1 1 1 1 1 1 1

样列输出

6

数据规模和约定

	对于20%的数据:N<=1000
  对于70%的数据:N<=100,000
  对于100%的数据:N<=1000,000,S<=10^12,
  每个石子的重量小于等于10^9,且非负

思路:

由题意很容易想到前缀和。

前缀和:

就是数列的前n项和

接收数据:
对于有大量输入数据的情况可以考虑用BufferdReader来代替Scanner,这样会节省大量运行时间,我之前使用的Scanner,它报运行超时,改为BufferedReader后就100分了。

	BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String[] tmp = reader.readLine().trim().split(" ");
    n = Integer.parseInt(tmp[0]);          // 采用BufferedReader读取大量数据时,大大减少了运行时间
    w = Long.parseLong(tmp[1]);
    String[] s = reader.readLine().trim().split(" ");
    stone = new int[n];
    for (int i=0;i<n;i++)
        stone[i] = Integer.parseInt(s[i]);

计算前n项和:

weight = new long[n+1];     //  这里数组的长度为n+1,记录0~n的各个前n项和(共n+1个)
int pos = 1;
while (pos<=n){             //  计算各个位置的前n项和
	weight[pos] = weight[pos-1] + stone[pos-1];
	pos++;
}

计算k值:
若是每次让区间大小从1开始取,则复杂度会达到O(n方),这在处理大量数据是非常不理想的,因此在计算下一个的前缀和时,让区间大小从k+1开始取,节省大量时间。

int k = 0;
for (int i=1;i<=n;i++){       //  若是让k一直从1开始,复杂度为O(n方),对于蓝桥杯的大规模数据很容易超时,则每次记录k的值
	for (int p=k+1;i+2*p-1<=n;p++){   //  下次从k+1开始取,这样直接清除了之后的k小于当前k的的情况,节省大量时间
		lw = weight[i+p-1] - weight[i-1];
		rw = weight[i+2*p-1] - weight[i+p-1];
		if (lw>w||rw>w)         //  若当前后有一方不满足则退出循环,选择上一次的k为最终的k
			break;
		k=p;
	}
}

完整代码:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class Main{
    static int n = 0;       //  石头数量
    static long w = 0;      //  指定重量
    static int[] stone;     //  各个石子的重量
    static long[] weight;   //  各个位置的前n项和
    static long lw = 0;     //  当前位置i前k个石子的总重量
    static long rw = 0;     //  当前位置i后k个石子的总重量
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String[] tmp = reader.readLine().trim().split(" ");
        n = Integer.parseInt(tmp[0]);          // 采用BufferedReader读取大量数据时,大大减少了运行时间
        w = Long.parseLong(tmp[1]);
        String[] s = reader.readLine().trim().split(" ");
        stone = new int[n];
        for (int i=0;i<n;i++)
            stone[i] = Integer.parseInt(s[i]);
        weight = new long[n+1];     //  这里数组的长度为n+1,记录0~n的各个前n项和(共n+1个)
        int pos = 1;
        while (pos<=n){             //  计算各个位置的前n项和
            weight[pos] = weight[pos-1] + stone[pos-1];
            pos++;
        }
        int k = 0;
        for (int i=1;i<=n;i++){       //  若是让k一直从1开始,复杂度为O(n方),对于蓝桥杯的大规模数据很容易超时,则每次记录k的值
            for (int p=k+1;i+2*p-1<=n;p++){   //  下次从k+1开始取,这样直接清除了之后的k小于当前k的的情况,节省大量时间
                lw = weight[i+p-1] - weight[i-1];
                rw = weight[i+2*p-1] - weight[i+p-1];
                if (lw>w||rw>w)         //  若当前后有一方不满足则退出循环,选择上一次的k为最终的k
                    break;
                k=p;
            }
        }
        System.out.println(2*k);
    }
}

思路参考:https://blog.youkuaiyun.com/qq_30347475/article/details/122880841

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