牛客-模拟、枚举、贪心 2022.11.18

本文解析了三道USACO算法竞赛题目,包括保护花朵的贪心算法实现、寻找最小攻击值的位运算策略及确定奶牛最高身高的区间处理方法。

起床困难综合症

可以考虑最开始每一位为 0/1,然后到最后是否可以变回 1
从高位到低位依次枚举,优先考虑从0变为1,就是说尽可能的让这个数小一点

  • 用两个数 a0,a1 分别表示所有位置都为 0 和所有位置都为 1
  • 如果经过了一系列操作后,a0的第 i 位变成了 1,这一位对最后的攻击就有 1 << i 的贡献 
  • 如果经过了一系列操作后,a1 的第 i 位变成了 1,那么就得看看如果原数的这一位如果是 1,那么它是否还在最开始的区间范围内,如果还在,那么这一位也对最后的攻击有 1 << i 的贡献
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    long long n, m;
    cin >> n >> m;
    long long num1 = 0, num2 = -1;
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        string op;
        long long t;
        cin >> op >> t;
        if(op == "AND") {
            num1 = num1&t;
            num2 = num2&t;
        } else if(op == "OR") {
            num1 = num1|t;
            num2 = num2|t;
        } else if(op == "XOR") {
            num1 = num1^t;
            num2 = num2^t;
        }
    }
    //cout << num1 << " " << num2 << endl;
    int ans = 0;
    for(int i = 1<<30; i ; i /= 2) {
        if(num1&i)
            ans = ans + i;
        else if(num2&i && i <= m)
            ans = ans + i, m = m^i;
    }
    cout << ans << endl;
    return 0;
}

[USACO 2007 Jan S]Protecting the Flowers

贪心排序花和道路所需时间即可

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
bool cmp(pair<int,int>& a, pair<int,int>& b){
    return (a.first * b.second) < (a.second * b.first);
}
int main() {
    int n;
	cin >> n;
    long long sum = 0;
    vector<pair<int,int>> p;
	for(int i = 1; i <= n; i++) {
        pair<int,int> tmp;
        cin >> tmp.first >> tmp.second;
        sum += tmp.second;
        p.emplace_back(tmp);
    }
	sort(p.begin(), p.end(), cmp);
    long long ans = 0;
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		sum -= p[i].second;
		ans += sum * (p[i].first * 2);
	}
    cout << ans << endl;
	return 0;
}

[USACO 2007 Jan S]Tallest Cow

从样例可以发现,首先可以假设所有的奶牛都为最高值,然后对于每一对给出的奶牛的区间,在这区间之间编号的奶牛需要高度减去一(区间为左开右开)。经过一番操作之后,即可得到所有奶牛可能的最高值。(当然可能重复出现的区间,对于重复出现的区间不需要进行重复操作即可)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    int n, i, h, r;
    cin >> n >> i >> h >> r;
    vector<int> res(n + 1, h);
    set<pair<int,int>> p;
    for(int j = 0; j < r; j++) {
        int a, b;
        cin >> a >> b;
        pair<int,int> tmp;
        tmp.first = min(a, b), tmp.second = max(a, b);
        if(p.count(tmp))
            continue;
        p.insert(tmp);
        for(int i = min(a, b) + 1; i < max(a, b); i++)
            res[i] -= 1;
    }
    for(int i = 1; i <= n; i++)
        cout << res[i] << 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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