uva 10954 add all

本文介绍了如何使用优先权队列(堆)解决特定问题,包括两种实现方式:手动实现小根堆并通过调整保持其性质;利用STL提供的priority_queue进行高效操作。这两种方法都用于不断合并最小的两个元素直至只剩一个元素。
//维护一个堆,即优先权队列,每次取出最小的两个数 
#include<iostream>
using namespace std;
const int maxn=5010;
int a[maxn],n;
void sift(int i)	//以i为根的子树调整为堆 
{
	a[0]=a[i];
	int k=i<<1;//计算左儿子指针k 
	while(k<=n)
	{
		if(k<n&&a[k]>a[k+1])//计算左右儿子中较小者的下标 
			k++;
		if(a[0]>a[k])//若k位置的值小于子根,则上移到父亲的位置,否则退出循环 
		{
			a[i]=a[k];
			i=k;
			k=i<<1;
		}
		else
			k=n+1; 
	}
	a[i]=a[0];//将子根值送入腾出的i位置 
}
void work()
{
	for(int i=n>>1;i;i--)	//建立小根堆 
		sift(i);
	long long ans=0;//结果总和 
	while(n!=1)
	{
		swap(a[1],a[n--]);//取出堆首的最小数(与堆尾交换,堆长减1) 
		sift(1);//重新调整堆 
		a[1]+=a[n+1];//两个最小数相加,调整堆 
		ans+=a[1];
		sift(1);
	}
	cout<<ans<<endl;//输出结果 
 } 
int main()
{
	while(cin>>n&&n)
	{
		for(int i=1;i<=n;i++)
			cin>>a[i];
		work();
	}
	return 0;
}

STL实现:

#include <iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    int n,x;
    while (~scanf("%d",&n)&&n)
    {
        priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >q;	//	申明从小到大排序的优先权队列 
        for (int i=0;i<n;i++)
        {
        	scanf("%d",&x);
			q.push(x);
		}            
        int ans=0;
        for (int i=0;i<n-1;i++)
        {
            int a=q.top();q.pop();
            int b=q.top();q.pop();
            ans+=a+b;
            q.push(a+b);
        }
        printf("%d\n",ans);
    }
}


### 问题分析 UVA11076 - **Add Again** 是一道关于排列组合与数学期望的题目。其核心任务是,给定一组整数(可能包含重复元素),计算出所有不同排列所组成的数字的总和。由于直接枚举所有排列的方式在大规模输入时效率极低,因此需要采用数学方法优化。 关键点包括: - 每个数字在每一位上出现的次数是相同的。 - 需要考虑重复元素的影响,使用多重集合的排列公式。 - 每一位的权重为 $10^i$,其中 $i$ 从右往左递增(即个位为 $10^0$,十位为 $10^1$ 等)。 ### 解题思路 1. **统计频率**:首先对输入数组中的每个数字进行计数。 2. **计算全排列数量**:利用阶乘和重复元素的除法公式: $$ \text{total\_permutations} = \frac{n!}{c_1! \cdot c_2! \cdot \cdots \cdot c_k!} $$ 其中 $n$ 是数组长度,$c_i$ 是第 $i$ 个数字的出现次数。 3. **计算每位贡献**:对于每个数字,它在整个排列中会在每一位上平均分布。因此,可以计算该数字在每一位上的总贡献,并乘以对应的 $10^i$ 权重。 4. **累加结果**:将每一位的总贡献相加,得到最终结果。 ### 示例代码实现 以下是一个 Python 实现示例,用于解决 UVA11076 问题: ```python import sys import math from collections import Counter def solve(): input = sys.stdin.read data = input().split() n = int(data[0]) arr = list(map(int, data[1:n+1])) freq = Counter(arr) # 计算全排列数量 (考虑重复元素) total_perms = math.factorial(n) for count in freq.values(): total_perms //= math.factorial(count) # 计算每一位的权重 power_of_ten = [10**i for i in range(n)] # 计算每个数字在每一位上的总贡献 result = 0 for digit, count in freq.items(): contribution_per_digit = (count * total_perms) // n # 每个数字在每一位上出现的次数 sum_of_positions = sum(power_of_ten) # 所有位置的权重之和 result += digit * contribution_per_digit * sum_of_positions print(result) if __name__ == "__main__": solve() ``` ### 复杂度分析 - 时间复杂度:主要操作为阶乘计算和遍历数字贡献,整体复杂度为 $O(n)$。 - 空间复杂度:使用额外空间存储频率和权重,整体为 $O(n)$。 ### 注意事项 - 阶乘计算可能会导致大数溢出,在实际比赛中建议使用高精度库或取模处理。 - 对于重复元素的处理,必须确保分母正确计算,否则会导致错误。 ---
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