杭电OJ题 1280 前m大的数 解题报告

本文介绍了一种高效的算法用于从大型数列中筛选出前M个最大值,并按照从大到小的顺序排列。通过排序和筛选技巧,避免了对所有元素进行完全排序导致的时间限制问题。

前m大的数

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 6149    Accepted Submission(s): 2192



Problem Description
还记得Gardon给小希布置的那个作业么?(上次比赛的1005)其实小希已经找回了原来的那张数表,现在她想确认一下她的答案是否正确,但是整个的答案是很庞大的表,小希只想让你把答案中最大的M个数告诉她就可以了。
给定一个包含N(N<=3000)个正整数的序列,每个数不超过5000,对它们两两相加得到的N*(N-1)/2个和,求出其中前M大的数(M<=1000)并按从大到小的顺序排列。
 

Input
输入可能包含多组数据,其中每组数据包括两行:
第一行两个数N和M,
第二行N个数,表示该序列。

 

Output
对于输入的每组数据,输出M个数,表示结果。输出应当按照从大到小的顺序排列。
 

Sample Input
4 4 1 2 3 4 4 5 5 3 6 4
 

Sample Output
7 6 5 5 11 10 9 9 8
 
——————————————————————————————————————————————————
我先对这个数组排序,然后选取足够大多的数,再进行排序,然后选取前m大的数,排序用快排,如果对所有的数排序,会time limit
这个方法有点取巧,但对与选取的限度应该是可以用数学方法严谨证明的。

/***********************
*   程序名:前m大的数.c
*   功能:ACM
************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void QuickSort(int *, int, int);
int Process(int *, int, int);

int main()
{
    int N, M;
    int i, j, t;
    int num[3003] = {0};
    int *sum;
    sum = (int *)malloc(sizeof(int) * 1000000);
    while(scanf("%d%d", &N, &M) != EOF) {
        for(i = 0; i < N; i++) {
            scanf("%d", num + i);
        }
        QuickSort(num, 0, N-1);
        t = 0;
        for(i = N-1; i >= 0; i--) {
            for(j = i-1; j >= 0 && t <1000000; j--) {
                sum[t] = num[i]+num[j];
                t++;
            }
        }
        QuickSort(sum, 0, t-1);
        for(i = t-1; i > t-M; i--) {
            printf("%d ", sum[i]);
        }
        printf("%d", sum[i--]);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}


void QuickSort(int *array, int i, int j)
{
    int k;
    if(i < j) {
        k = Process(array, i, j);
        QuickSort(array, i, k-1);
        QuickSort(array, k+1, j);
    }
}

int Process(int *array, int i, int j)
{
    int x;
    x = array[i];
    while(i < j) {
        while(array[j] >= x && i < j) {
            j--;
        }
        array[i] = array[j];
        while(array[i] <= x && i < j) {
            i++;
        }
        array[j] = array[i];
    }
    array[i] = x;
    return i;
}


给定的引用中未包含杭电OJ第2049的相关信息,所以无法直接从引用里获取该目描述、解题思路和代码实现。不过通常杭电OJ第2049是“不容易系列之(4)——考新郎”,下面为该的相关信息: ### 目描述 国庆期间,省城HZ刚刚举行了一场盛的集体婚礼,为了使婚礼进行的丰富一些,司仪临时想出了有一个有意思的节目,叫做“考新郎”,具体的操作是这样的: 首先,给每位新娘打扮得几乎一模一样,并盖上的红盖头随机坐成一排; 然后,让各位新郎寻找自己的新娘.每人只准找一个,并且不允许多人找一个. 最后,揭开盖头,如果找错了对象就要当众跪搓衣板… 看来做新郎也不是容易的事情… 假设一共有N对新婚夫妇,其中有M个新郎找错了新娘,求发生这种情况一共有多少种可能. ### 解题思路 本可分为两步来计算: 1. 从 `N` 个新郎中选出 `M` 个找错新娘的新郎,这是一个组合问,组合记为 $C_{N}^M$,计算公式为 $C_{N}^M=\frac{N!}{M!(N - M)!}$。 2. 计算 `M` 个新郎全部找错新娘的情况,这是一个错排问,错排记为 $D(M)$。错排问的递推公式为 $D(n)=(n - 1)(D(n - 1)+D(n - 2))$,其中 $D(1) = 0$,$D(2) = 1$。 最终结果就是 $C_{N}^M\times D(M)$。 ### 代码实现 ```python # 计算阶乘 def factorial(n): res = 1 for i in range(1, n + 1): res *= i return res # 计算组合 C(n, m) def combination(n, m): return factorial(n) // (factorial(m) * factorial(n - m)) # 计算错排 D(n) def derangement(n): if n == 1: return 0 if n == 2: return 1 dp = [0] * (n + 1) dp[1] = 0 dp[2] = 1 for i in range(3, n + 1): dp[i] = (i - 1) * (dp[i - 1] + dp[i - 2]) return dp[n] # 主函 T = int(input()) for _ in range(T): N, M = map(int, input().split()) result = combination(N, M) * derangement(M) print(result) ```
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