51Nod1364 最大字典序排列

使用Splay解决贪心算法题
本文介绍了一种利用Splay树优化贪心算法的解题思路,通过实例演示了如何选择最优元素并更新数据结构,使得算法更加简洁高效。

题目看这里

一道比较简单的贪心题

容易想到从前到后确定每一位

我们可以用一个splay来维护当前未确定的部分的顺序

假设当前剩下k次操作机会

那么我们可以求出splay中前k+1个元素中的最大元素i,令k减少rank(i),让后将其输出并从splay中删掉

最后k=0时,输出splay中剩余元素

比题解那个线段树好写多了,主要是不用想,而且splay还挺快的

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#define N 100010
#define son(x) (s[f[x]][1]==x)
using namespace std;
int f[N],s[N][2],sz[N],l[N],t[N];
int n,k,cnt=0,rt=0;
inline int ps(int x){
    sz[x]=sz[s[x][0]]+sz[s[x][1]]+1;
    t[x]=max(l[x],max(t[s[x][0]],t[s[x][1]]));
}
inline void rot(int x){
    int p=f[x],g=f[p],d=son(x);
    s[p][d]=s[x][!d]; f[s[p][d]]=p;
    s[x][!d]=p; f[p]=x; f[x]=g;
    if(g) s[g][p==s[g][1]]=x; ps(p); ps(x);
}
inline void splay(int x,int r=0){
    for(int p;(p=f[x])!=r;rot(x))
        if(f[p]!=r && son(x)==son(p)) rot(p);
    if(!r) rt=x;
}
inline int select(int k,int x=rt){
    for(int w;;){
        w=sz[s[x][0]]+1;
        if(w==k) return x;
        if(k<w) x=s[x][0];
        else k-=w,x=s[x][1];
    }
}
inline int rank(int x){
    int r=sz[s[x][0]]+1;
    for(;x;x=f[x])
        if(son(x)) r+=sz[s[f[x]][0]]+1;
    return r;
}
inline int merge(int x,int y){
    if(x&&y){
        y=select(1,y);
        splay(y,rt);
        s[y][0]=x; f[x]=y; ps(y);
        return y;
    } return x+y;
}
inline int fMax(int x){
    for(;;){
        if(l[x]==t[x]) return x;
        else if(t[s[x][0]]>t[s[x][1]]) x=s[x][0]; else x=s[x][1];
    }
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&k);
    for(int x,i=1;i<=n;++i){
        scanf("%d",l+i);
        if(i>1){ f[i-1]=i; s[i][0]=i-1; ps(i); } else sz[i]=1,ps(i);
    }
    rt=n;
    for(int i=1,j;k>0&&i<=n;++i){
        splay(select(min(k+1,sz[rt])));
        if(l[rt]>t[s[rt][0]]) j=rt;
        else splay(fMax(s[rt][0]));
        printf("%d\n",l[rt]); k-=sz[s[rt][0]]; rt=merge(s[rt][0],s[rt][1]); f[rt]=0;
    }
    while(sz[rt]) splay(select(1)),printf("%d\n",l[rt]),rt=merge(s[rt][0],s[rt][1]),f[rt]=0;;
}

题目 51nod 3478 涉及一个矩阵问题,要求通过最少的操作次数,使得矩阵中至少有 `RowCount` 行和 `ColumnCount` 列是回文的。解决这个问题的关键在于如何高效地枚举所有可能的行和列组合,并计算每种组合所需的操作次数。 ### 解法思路 1. **预处理每一行和每一列变为回文所需的最少操作次数**: - 对于每一行,计算将其变为回文所需的最少操作次数。这可以通过比较每对对称位置的值是否相同来完成。 - 对于每一列,计算将其变为回文所需的最少操作次数,方法同上。 2. **枚举所有可能的行和列组合**: - 由于 `N` 和 `M` 的最大值为 8,因此可以枚举所有可能的行组合和列组合。 - 对于每一种组合,计算其所需的最少操作次数,并取最小值。 3. **计算操作次数**: - 对于每一种组合,需要计算哪些行和列需要修改,并且注意行和列的交叉点可能会重复计算,因此需要去重。 ### 代码实现 以下是一个可能的实现方式,使用了枚举和位运算来处理组合问题: ```python def min_operations_to_palindrome(matrix, row_count, col_count): import itertools N = len(matrix) M = len(matrix[0]) # Precompute the cost to make each row a palindrome row_cost = [] for i in range(N): cost = 0 for j in range(M // 2): if matrix[i][j] != matrix[i][M - 1 - j]: cost += 1 row_cost.append(cost) # Precompute the cost to make each column a palindrome col_cost = [] for j in range(M): cost = 0 for i in range(N // 2): if matrix[i][j] != matrix[N - 1 - i][j]: cost += 1 col_cost.append(cost) min_total_cost = float('inf') # Enumerate all combinations of rows and columns rows = list(range(N)) cols = list(range(M)) from itertools import combinations for row_comb in combinations(rows, row_count): for col_comb in combinations(cols, col_count): # Calculate the cost for this combination cost = 0 # Add row costs for r in row_comb: cost += row_cost[r] # Add column costs for c in col_comb: cost += col_cost[c] # Subtract the overlapping cells for r in row_comb: for c in col_comb: # Check if this cell is part of the palindrome calculation if r < N // 2 and c < M // 2: if matrix[r][c] != matrix[r][M - 1 - c] and matrix[N - 1 - r][c] != matrix[N - 1 - r][M - 1 - c]: cost -= 1 min_total_cost = min(min_total_cost, cost) return min_total_cost # Example usage matrix = [ [0, 1, 0], [1, 0, 1], [0, 1, 0] ] row_count = 2 col_count = 2 result = min_operations_to_palindrome(matrix, row_count, col_count) print(result) ``` ### 代码说明 - **预处理成本**:首先计算每一行和每一列变为回文所需的最少操作次数。 - **枚举组合**:使用 `itertools.combinations` 枚举所有可能的行和列组合。 - **计算成本**:对于每一种组合,计算其成本,并考虑行和列交叉点的重复计算问题。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:由于 `N` 和 `M` 的最大值为 8,因此枚举所有组合的时间复杂度为 $ O(N^{RowCount} \times M^{ColCount}) $,这在实际中是可接受的。 - **空间复杂度**:主要是存储预处理的成本,空间复杂度为 $ O(N + M) $。 ### 相关问题 1. 如何优化矩阵中行和列的枚举组合以减少计算时间? 2. 在计算行和列的交叉点时,如何更高效地处理重复计算的问题? 3. 如果矩阵的大小增加到更大的范围,如何调整算法以保持效率? 4. 如何处理矩阵中行和列的回文条件不同时的情况? 5. 如何扩展算法以支持更多的操作类型,例如翻转某个区域的值?
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