牛客-模拟、枚举、贪心 2022.11.14

本文探讨了两种算法的应用:一是使用滑动窗口解决生日礼物问题,通过优化数据结构减少时间复杂度;二是分析扫雷游戏的逻辑,通过递归和条件判断找出可能的地雷布局。这两题均涉及算法思维和逻辑推理。

[SCOI2009]生日礼物

滑动窗口法。第一遍的写法是对于所有的位置坐标去重,遍历每个位置坐标,每次左移判定当前位置能够更新几个不同种类的礼物,每次右移动能够删除几个不同种类的礼物。判定礼物的类型是用unordered_set集合存储,判定,显示超时。查看题解后,思路无误,只是可以在每次移动的时候也进行礼物类型的记录,即构建一个结构体,存储所有的礼物种类和位置,对于结构体按照位置从小到大排序,之后遍历结构体,记录当前的礼物种类类型。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,k;
struct node {
    int idx;
    int categor;
};
bool cmp(const struct node& a, const struct node& b) {
    if(a.idx == b.idx)
        return a.categor < b.categor;
    return a.idx < b.idx;
}
int main() {
    int n, k;
    cin>> n >> k;
    vector<node> p;
    vector<int> vis(k + 1, 0);
    for(int i = 1; i <= k; i++) {
        int t;
        cin >> t;
        for(int j = 1; j <= t; j++) {
            int x;
            cin >> x;
            node tmp;
            tmp.idx = x, tmp.categor = i;
            p.emplace_back(tmp);
        }
    }
    sort(p.begin(), p.end(), cmp);
    int l = 0, ans = INT_MAX, res = 0;
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        if(vis[p[i].categor] == 0) 
            res++;
        vis[p[i].categor]++;
        while(res == k) {
            ans = min(ans, p[i].idx - p[l].idx);
            vis[p[l].categor]--;
            if(vis[p[l].categor] == 0) 
                res--;
            l++;
        }
    }
    cout << ans << endl;
    return 0;
}

[SCOI2005]扫雷MINE

从第一个点开始考虑,如果第一个点显示的为0,那么第一个点,第二个点肯定都没有雷。如果第一个点显示为1,那么考虑两种情况,第一个点有雷,第二个点无雷;第一个点无雷,第二个点有雷;如果第一个点显示为2,说明第一个点,第二个点都有雷。在假设完成第一个点和第二个点的情况后,依次类推考虑之后的每个点有雷和无雷的情况。这里由于已经假设了第一个点和第二个点的数值(有雷为1,无雷为0),那么可以根据第二列的第二个值推导出第一行第三个点的情况,第四个点同理,......最后还需要进行验证,那么只需要将最后两个值和第二列的最后一个数值进行判定是否相等,如果相等说明这种放置地雷的情况是一种结果,否则不是。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> p(n + 1, 0);
    for(int i = 0; i < n; i++)
        cin >> p[i];
    int res = 0;
    if(n == 1) {
        res = 1;
    } else if(n == 2) {
        if(p[0] == 0 && p[1] == 0)
            res = 1;
        else if(p[0] == 1 && p[1] == 1)
            res = 2;
    } else {
        vector<int> tmp(n + 1, 0);
        if(p[0] == 0) {
            tmp[0] = 0, tmp[1] = 0;
            for(int i = 1; i <= n - 2; i++)
                tmp[i + 1] = p[i] - tmp[i] - tmp[i - 1];
            if(p[n - 1] == tmp[n - 1] + tmp[n - 2])
                res += 1;
        } else if(p[0] == 2) {
            tmp[0] = 1, tmp[1] = 1;
            for(int i = 1; i <= n - 2; i++)
                tmp[i + 1] = p[i] - tmp[i] - tmp[i - 1];
            if(p[n - 1] == tmp[n - 1] + tmp[n - 2])
                res += 1;
        } else if(p[0] == 1) {
            tmp[0] = 1, tmp[1] = 0;
            for(int i = 1; i <= n - 2; i++)
                tmp[i + 1] = p[i] - tmp[i] - tmp[i - 1];
            if(p[n - 1] == tmp[n - 1] + tmp[n - 2])
                res += 1;
            tmp[0] = 0, tmp[1] = 1;
            for(int i = 1; i <= n - 2; i++)
                tmp[i + 1] = p[i] - tmp[i] - tmp[i - 1];
            if(p[n - 1] == tmp[n - 1] + tmp[n - 2])
                res += 1;
        }
    }
    cout << res << endl;
    return 0;
}

网的算法入门班通常会围绕模拟枚举贪心这三种基础但重要的算法思想展开,尤其是在秋季训练营中,这类内容往往被安排在第一章或早期阶段,以便为新手打下扎实的基础。虽然无法直接提供2021秋季算法入门班的具体题目链接或完整题集,但可以结合常见的典型习题及解析方式来帮助理解这些算法的应用。 ### 模拟类题目 模拟类题目通常是根据题意进行一步步操作模拟,比如处理队列、栈的操作,或者按照某种规则进行状态更新的问题。 **示例题目:** - 题目描述:给定一个整数序列和一个操作次数 k,每次操作将数组中的每个元素替换为其后一个元素的值(最后一个元素变为第一个元素)。 - 解法思路:使用循环和数组拷贝即可实现,也可以通过数学推导优化成 O(n) 的时间复杂度。 - 示例代码: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; void rotateArray(vector<int>& nums, int k) { int n = nums.size(); vector<int> temp = nums; for (int i = 0; i < n; ++i) { nums[(i + k) % n] = temp[i]; } } int main() { vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5}; int k = 2; rotateArray(nums, k); for (int num : nums) cout << num << " "; return 0; } ``` ### 枚举类题目 枚举类问题的核心是找出所有可能的情况,并从中筛选出满足条件的解。常见于子数组、子字符串、排列组合等问题。 **示例题目:** - 题目描述:给定一个整数数组,求出所有连续子数组的和,并找出最大值。 - 解法思路:暴力枚举所有子数组起点和终点,计算其和并维护最大值。 - 更优解法可使用 Kadane 算法实现 O(n) 时间复杂度[^1]。 - 示例代码(暴力枚举): ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int maxSubArraySum(int arr[], int n) { int max_sum = INT_MIN; for (int i = 0; i < n; ++i) { int current_sum = 0; for (int j = i; j < n; ++j) { current_sum += arr[j]; max_sum = max(max_sum, current_sum); } } return max_sum; } int main() { int arr[] = {-2, -1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, 4}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); cout << "Maximum subarray sum is " << maxSubArraySum(arr, n) << endl; return 0; } ``` ### 贪心类题目 贪心算法的关键在于每一步都选择当前状态下最优的选择,希望最终结果全局最优。这类问题常用于活动选择、任务调度、硬币找零等场景。 **示例题目:** - 题目描述:给定一组物品的价值与重量,以及背包的最大承重,求能装入背包的最大总价值(每种物品可取部分)。 - 解法思路:计算每个物品的单位重量价值,按从高到低排序,优先选取性价比高的物品。 - 示例代码: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; struct Item { int value, weight; double ratio; }; bool compare(Item a, Item b) { return a.ratio > b.ratio; } double fractionalKnapsack(int capacity, vector<Item>& items) { sort(items.begin(), items.end(), compare); double totalValue = 0.0; for (const auto& item : items) { if (capacity == 0) break; double take = min((double)item.weight, (double)capacity); totalValue += take * item.ratio; capacity -= take; } return totalValue; } int main() { vector<Item> items = {{60, 10}, {100, 20}, {120, 30}}; int capacity = 50; for (auto& item : items) item.ratio = (double)item.value / item.weight; cout << "Maximum value in Knapsack: " << fractionalKnapsack(capacity, items) << endl; return 0; } ```
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