P2058 [NOIP2016 普及组] 海港

文章描述了一道编程竞赛题目,要求根据输入的船只到达时间及乘客信息,计算每艘船到达后24小时内所有乘客来自多少个国家。输入包含船只到达时间、乘客数量和国籍,输出对应每个时间点的不同国籍数量。题目对时间和空间复杂度有一定要求。

[NOIP2016 普及组] 海港

题目背景

NOIP2016 普及组 T3

题目描述

小 K 是一个海港的海关工作人员,每天都有许多船只到达海港,船上通常有很多来自不同国家的乘客。

小 K 对这些到达海港的船只非常感兴趣,他按照时间记录下了到达海港的每一艘船只情况;对于第 iii 艘到达的船,他记录了这艘船到达的时间 tit_iti (单位:秒),船上的乘客数 kik_iki,以及每名乘客的国籍 xi,1,xi,2,…,xi,kx_{i,1}, x_{i,2},\dots,x_{i,k}xi,1,xi,2,,xi,k

小K统计了 nnn 艘船的信息,希望你帮忙计算出以每一艘船到达时间为止的 242424 小时(242424 小时 =86400=86400=86400 秒)内所有乘船到达的乘客来自多少个不同的国家。

形式化地讲,你需要计算 nnn 条信息。对于输出的第 iii 条信息,你需要统计满足 ti−86400<tp≤tit_i-86400<t_p \le t_iti86400<tpti 的船只 ppp,在所有的 xp,jx_{p,j}xp,j 中,总共有多少个不同的数。

输入格式

第一行输入一个正整数 nnn,表示小 K 统计了 nnn 艘船的信息。

接下来 nnn 行,每行描述一艘船的信息:前两个整数 tit_itikik_iki 分别表示这艘船到达海港的时间和船上的乘客数量,接下来 kik_iki 个整数 xi,jx_{i,j}xi,j 表示船上乘客的国籍。

保证输入的 tit_iti 是递增的,单位是秒;表示从小K第一次上班开始计时,这艘船在第 tit_iti 秒到达海港。

保证 1≤n≤1051 \le n \le 10^51n105,$\sum{k_i} \le 3\times 10^5 $ ,1≤xi,j≤1051\le x_{i,j} \le 10^51xi,j1051≤ti−1≤ti≤1091 \le t_{i-1}\le t_i \le 10^91ti1ti109

其中 ∑ki\sum{k_i}ki 表示所有的 kik_iki 的和。

输出格式

输出 nnn 行,第 iii 行输出一个整数表示第 iii 艘船到达后的统计信息。

样例 #1

样例输入 #1

3
1 4 4 1 2 2
2 2 2 3
10 1 3

样例输出 #1

3
4
4

样例 #2

样例输入 #2

4
1 4 1 2 2 3
3 2 2 3
86401 2 3 4
86402 1 5

样例输出 #2

3
3
3
4

提示

【样例解释 1】

第一艘船在第 111 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第一艘船,共有 444 个乘客,分别是来自国家 4,1,2,24,1,2,24,1,2,2,共来自 333 个不同的国家;

第二艘船在第 222 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第一艘船和第二艘船,共有 4+2=64 + 2 = 64+2=6 个乘客,分别是来自国家 4,1,2,2,2,34,1,2,2,2,34,1,2,2,2,3,共来自 444 个不同的国家;

第三艘船在第 101010 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第一艘船、第二艘船和第三艘船,共有 4+2+1=74+2+1=74+2+1=7 个乘客,分别是来自国家 4,1,2,2,2,3,34,1,2,2,2,3,34,1,2,2,2,3,3,共来自 444 个不同的国家。

【样例解释 2】

第一艘船在第 111 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第一艘船,共有 444 个乘客,分别是来自国家 1,2,2,31,2,2,31,2,2,3,共来自 333 个不同的国家。

第二艘船在第 333 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第一艘船和第二艘船,共有 4+2=64+2=64+2=6 个乘客,分别是来自国家 1,2,2,3,2,31,2,2,3,2,31,2,2,3,2,3,共来自 333 个不同的国家。

第三艘船在第 864018640186401 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第二艘船和第三艘船,共有 2+2=42+2=42+2=4 个乘客,分别是来自国家 2,3,3,42,3,3,42,3,3,4,共来自 333 个不同的国家。

第四艘船在第 864028640286402 秒到达海港,最近 242424 小时到达的船是第二艘船、第三艘船和第四艘船,共有 2+2+1=52+2+1=52+2+1=5 个乘客,分别是来自国家 2,3,3,4,52,3,3,4,52,3,3,4,5,共来自 444个 不同的国家。

【数据范围】

  • 对于 10%10\%10% 的测试点,n=1,∑ki≤10,1≤xi,j≤10,1≤ti≤10n=1,\sum k_i \leq 10,1 \leq x_{i,j} \leq 10, 1 \leq t_i \leq 10n=1,ki10,1xi,j10,1ti10
  • 对于 20%20\%20% 的测试点,1≤n≤10,∑ki≤100,1≤xi,j≤100,1≤ti≤327671 \leq n \leq 10, \sum k_i \leq 100,1 \leq x_{i,j} \leq 100,1 \leq t_i \leq 327671n10,ki100,1xi,j100,1ti32767
  • 对于 40%40\%40% 的测试点,1≤n≤100,∑ki≤100,1≤xi,j≤100,1≤ti≤864001 \leq n \leq 100, \sum k_i \leq 100,1 \leq x_{i,j} \leq 100,1 \leq t_i \leq 864001n100,ki100,1xi,j100,1ti86400
  • 对于 70%70\%70% 的测试点,1≤n≤1000,∑ki≤3000,1≤xi,j≤1000,1≤ti≤1091 \leq n \leq 1000, \sum k_i \leq 3000,1 \leq x_{i,j} \leq 1000,1 \leq t_i \leq 10^91n1000,ki3000,1xi,j1000,1ti109
  • 对于 100%100\%100% 的测试点,1≤n≤105,∑ki≤3×105,1≤xi,j≤105,1≤ti≤1091 \leq n \leq 10^5,\sum k_i \leq 3\times 10^5, 1 \leq x_{i,j} \leq 10^5,1\leq t_i \leq 10^91n105,ki3×105,1xi,j105,1ti109
#include <bits/stdc++.h>
#define LL long long 
using namespace std;
const int maxn = 1e6 + 10;
const int mod = 1e9 + 7;
const int INF = 1e9 + 10;
const int N = 1e6;
int n,t,k;
int x,ans,cnt,i;
int a[N];
int b[N];
int T[N];
int main(){
    cin >> n;
    while(n--){
        cin >> t >> k;
        while(k--){
            T[++cnt] = t;
            cin >> a[cnt];
            if(!b[a[cnt]]){
                ans++;
            }
            b[a[cnt]]++;
        }
        while(t - T[i] >= 86400)
            if(!--b[a[i++]])
                ans--;
        cout << ans << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}
<think>我们正在处理NOIP2016普及组海港题目(P2058)。根据引用内容,我们可以总结出两种主要解法:链表模拟和队列模拟。引用[1]和引用[3]都提到了队列模拟的方法,并且引用[3]给出了比较详细的思路。题目大意:海港每天有船到达,每艘船上有一定数量的乘客,乘客来自不同的国家。我们需要统计在24小时(86400秒)内到达的乘客中,有多少个不同的国家。注意,统计的时间窗口是当前船到达的时间点往前推86400秒(包括当前船到达的时间点)。队列模拟思路:1.我们使用一个队列来存储乘客的信息(到达时间和国籍)。2.维护一个计数数组(或哈希表)c[],记录当前时间窗口内各个国籍的人数。3.维护一个变量(如ans)记录当前时间窗口内不同国籍的数量。4.对于每一艘船:a.读取该船的到达时间t和乘客数量k,然后读取k个乘客的国籍。b.先将队列中所有时间小于t-86400(即超过24小时)的乘客出队。每出队一个乘客,将其国籍的人数减1,如果该国籍人数减到0,则总国籍数量减1。c.将该船上的所有乘客入队(每个人的时间都是t),同时更新该乘客国籍的人数。如果该国籍人数原来为0(即新增了一个国籍),则总国籍数量加1。d.输出当前的总国籍数量。注意:题目要求的是每艘船到达时,在24小时内(包括当前船)的不同国家数。引用[3]中提到的结构体Peo包含时间和国籍。同时,由于总人数最大为300000(所有船的乘客总数),所以队列操作的时间复杂度是O(n)。下面我们用C++代码实现这个思路:```cpp#include<iostream>#include<queue>#include<cstring>usingnamespacestd;constintMAX_NATION=100000;//题目中国籍编号最大不超过100000structPeo{inttime;//到达时间intnation;//国籍};intc[MAX_NATION+10];//计数数组,下标表示国籍,初始化为0queue<Peo>q;//队列intmain(){intn;cin>>n;intans=0;//当前不同国籍的数量for(inti=0;i<n;i++){intt,k;cin>>t>>k;//先清除过期的人(时间小于t-86400)while(!q.empty()){Peop=q.front();if(p.time<=t-86400){//该乘客已超过24小时,出队c[p.nation]--;if(c[p.nation]==0){ans--;//该国籍人数减到0,总国籍数减1}q.pop();}else{break;//队列中后面的乘客时间都符合(因为按时间顺序入队)}}//处理当前船的乘客for(intj=0;j<k;j++){intnation;cin>>nation;Peop={t,nation};q.push(p);if(c[nation]==0){ans++;//新增一个国籍}c[nation]++;}cout<<ans<<endl;}return0;}```但是,上述代码有一个问题:当队列中的人被弹出后,可能后面还有更早的人吗?由于我们是按时间顺序处理船只(题目输入按时间递增),所以队列中的人也是按时间顺序入队的,因此从队头开始弹出过期的乘客,直到遇到一个在时间范围内的乘客,就可以停止。但是,注意题目输入中,同一艘船的乘客到达时间相同,而不同船的时间严格递增(题目描述:输入保证输入的t是递增的)。所以上述代码是可行的。然而,上述代码在添加当前船乘客时,可能会重复添加同一国籍的乘客,但我们在添加时只判断了c[nation]是否为0,这样不会重复计数。因为同一国籍的乘客,如果之前已经存在,那么c[nation]不为0,我们只是增加该国籍的人数,不会增加国籍数量。但是,这里有一个边界:如果当前船上有多个同一国籍的乘客,第一个乘客添加时,c[nation]为0,所以ans加1,后面再添加同一国籍的乘客时,c[nation]已经大于0,所以不会重复加。另外,在清除过期乘客时,注意我们按时间顺序弹出,所以队列中乘客的时间是递增的(因为船只到达时间递增)。但是,上述代码在清除过期乘客时,可能会因为当前船的时间跨度很大(比如两艘船间隔超过24小时)而需要弹出多艘船的乘客。由于队列中乘客的时间是递增的,所以这样弹出是安全的。但是,上述代码在极端情况下可能效率较低:如果一次来了一艘船,需要弹出大量乘客(比如超过24小时前的乘客很多),那么每艘船处理时最坏情况可能要弹出整个队列。虽然总乘客数只有300000,所以总操作次数是O(n),但是常数可能较大。我们可以优化:在队列中存储每艘船的乘客批次(按船存储),这样弹出时一次弹出一整艘船。但题目输入是按船给的,而且同一艘船的乘客时间相同,所以我们可以按船存储。改进思路:队列中存储的是一艘船的信息(到达时间和该船的所有乘客国籍)。这样,在清除过期船时,可以整艘船弹出。具体步骤:1.定义结构体Ship,包含时间t和该船的乘客国籍列表(可以用vector存储)。2.维护队列queue<Ship>,以及计数数组c[]和当前国籍数ans。3.对于每艘新船:a.读取t和k,然后读取k个国籍,存入当前船的Ship结构。b.检查队头的船是否过期(队头船的时间<=t-86400),如果过期则将该船的所有乘客国籍在计数数组中减去,并弹出队头。重复直到队头船不过期。c.将当前船入队,同时将该船的乘客国籍加入计数数组(并更新ans)。d.输出当前ans。注意:在加入当前船时,需要将该船的每个乘客国籍加入计数数组,并更新ans(在加入之前该国籍可能为0,加入后变为非0则ans加1)。同时,在弹出过期船时,将该船的每个国籍在计数数组中减去,如果某个国籍减到0,则ans减1。代码实现:```cpp#include<iostream>#include<queue>#include<vector>usingnamespacestd;constintMAX_NATION=100000;//国籍最大编号structShip{inttime;//该船到达时间vector<int>nations;//该船乘客的国籍列表};intc[MAX_NATION+10]={0};//计数数组,初始化为0queue<Ship>q;//队列intmain(){intn;cin>>n;intans=0;//当前不同国籍数量for(inti=0;i<n;i++){intt,k;cin>>t>>k;Shipship;ship.time=t;//处理过期船只:队头船只的时间小于等于t-86400while(!q.empty()&&q.front().time<=t-86400){Shipold_ship=q.front();q.pop();//将该船的所有乘客国籍在计数数组中减去for(intj=0;j<old_ship.nations.size();j++){intnation=old_ship.nations[j];c[nation]--;if(c[nation]==0){ans--;//该国籍人数减到0,总国籍数减1}}}//读取当前船的k个乘客for(intj=0;j<k;j++){intnation;cin>>nation;ship.nations.push_back(nation);//将当前船的乘客加入计数数组if(c[nation]==0){ans++;//新增一个国籍}c[nation]++;}q.push(ship);//当前船入队cout<<ans<<endl;}return0;}```这个实现将每艘船作为一个整体处理,这样在弹出过期船时,可以一次弹出一整艘船,减少了队列中元素的数量(每艘船只占一个元素)。同时,由于每艘船的时间相同,所以按船处理是合理的。但是,注意题目输入的时间是递增的,所以队列中的船也是按时间递增的,因此我们只需要检查队头的船是否过期(因为后面的船时间更晚,不会过期)。这个实现比前一个实现效率更高,因为弹出时是整艘船弹出,而不是一个一个乘客弹出。总操作次数:每个乘客的国籍最多被加入计数数组一次,被减去一次,所以总时间复杂度是O(总乘客数)=O(300000),可以接受。两种方法都是正确的,但第二种方法(按船存储)在代码实现上更高效(减少队列操作次数)。另外,注意题目中国籍编号范围是1100000,所以数组c的大小为100010即可。最后,我们输出每艘船到达时的当前国籍数量。希望这个题解对您有帮助。相关问题:1.海港题目中,如果时间窗口不是固定的86400秒,而是变化的,应该如何修改算法?2.在海港题目中,如果输入的时间不是严格递增的,应该如何处理?3.海港题目是否有其他数据结构(如线段树)的解法?</think>### NOIP 2016 普及组海港》题解 #### 题目背景 海港每天有船只到达,每艘船上有来自不同国家的乘客。需要统计每艘船到达时,**过去 24 小时内(86400秒)** 所有乘客中包含的不同国籍数量[^1][^3]。 #### 核心思路:队列模拟法 **时间复杂度**:$O(\sum k)$(总乘客数不超过 $3 \times 10^5$) **空间复杂度**:$O(\sum k)$ ##### 算法步骤: 1. **数据结构**: - 队列 `q`:存储乘客结构体(到达时间 `time`,国籍 `nation`) - 计数数组 `c[]`:`c[i]` 表示国籍 `i` 在当前时间窗口内的人数 - 变量 `ans`:记录当前不同国籍总数 2. **处理每艘船**: ```cpp for (每艘船) { 1. 读取当前船到达时间 t 和乘客数 k 2. 清除过期乘客(time ≤ t-86400): while (队首乘客过期) { 该乘客国籍计数 c[nation]-- if (c[nation] == 0) ans-- // 该国籍消失 弹出队首 } 3. 添加当前船乘客: for (每个乘客) { 入队(时间 = t,国籍 = x) if (c[x] == 0) ans++ // 新增国籍 c[x]++ } 4. 输出 ans } ``` ##### 关键点解析 - **时间窗口**:以当前船到达时间 `t` 为基准,统计 `[t-86400, t]` 内的乘客。 - **国籍计数**:仅当某国籍人数从 0→11→0 时更新 `ans`[^3]。 - **队列性质**:由于输入时间递增,队列自然按时间顺序排列。 #### 完整代码(C++) ```cpp #include <iostream> #include <queue> using namespace std; const int MAX_N = 100005; struct Person { int time, nation; }; int c[MAX_N] = {0}; // 国籍计数数组 int main() { int n, ans = 0; cin >> n; queue<Person> q; for (int i = 0; i < n; i++) { int t, k; cin >> t >> k; // 清除过期乘客(24小时前) while (!q.empty() && q.front().time <= t - 86400) { int nat = q.front().nation; c[nat]--; if (c[nat] == 0) ans--; // 该国籍消失 q.pop(); } // 添加当前船乘客 for (int j = 0; j < k; j++) { int x; cin >> x; q.push({t, x}); if (c[x] == 0) ans++; // 新增国籍 c[x]++; } cout << ans << endl; } return 0; } ``` #### 输入输出样例演示 **输入 #1**: ``` 3 1 4 4 1 2 2 2 2 2 3 10 1 3 ``` **输出 #1**: ``` 3 4 4 ``` **解释**: 1. 第一艘船(t=1):添加国籍 {1,2,4} → 输出 3 2. 第二艘船(t=2):清除无过期乘客,添加国籍 {2,3} → 总国籍 {1,2,3,4} → 输出 4 3. 第三艘船(t=10):清除 t≤10-86400 的乘客(无),添加国籍 {3} → 输出 4[^1][^3] #### 优化与注意事项 1. **空间优化**:国籍编号范围 1~$10^5$,数组 `c[]` 大小需 ≥100001。 2. **边界处理**:队列可能为空时需检查 `q.empty()`。 3. **性能保证**:总乘客数 ≤300,000,队列操作高效[^3]。 --- ###
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