Noip 模拟 19 2018/11/7

本文解析了三道算法竞赛题目,包括字符串翻转优化算法、方程组求解及树形数据结构处理,和座位分配问题。针对每道题,详细介绍了问题背景、解决思路与优化方案,如使用set数据结构降低时间复杂度、利用DFS序和BIT实现高效查询与更新。

T1:reverse
小 G 有一个长度为 n 的 01 串 T,其中只有 TS = 1,其余位置都是 0。现在小 G 可以进行若干以下操作:
选择一个长度为 K 的连续子串(K 是给定的常数),翻转这个子串。
对于每个 i,i∈[1,n]i,i\in[1,n]i,i[1,n],小 G 想知道最少要进行多少操作使得 Ti=1T_i = 1Ti=1。特别的,有 m 个 “禁止位置”,你需要保证在操作过程中 1 始终不在任何一个禁止位置上。

暴力是很好想的,每次枚举翻转的区间,然后 bfs
但是时间O(nk) O(nk)O(nk),会 TLE
考虑优化找到转移点的过程
可以发现,一个点能转移到奇数点还是偶数点是固定的,能转移到的区间也是固定的
那么开 2 个 set 分别存下奇数点和偶数点,每次 lower_bound 到区间中的点进行转移,转以后将这个点从 set 删除,可以保证每个点只会被修改一次
效率O(nlog⁡n) O(n\log n)O(nlogn)

T2:equation
有一棵 nnn 个点的以 1 为根的树, 以及 nnn 个整数变量 xix_ixi。树上 iii 的父亲是 fif_ifi, 每条边 (i,fi)(i,f_i)(i,fi) 有一个权值 wiw_iwi,表示一个方程 xi+xfi=wix_i + x_{f_i} = w_ixi+xfi=wi,这 n−1n-1n1 个方程构成了一个方程组。
现在给出 q 个操作,有两种类型:
111 uuu vvv sss,表示询问加上 xu+xv=sx_u + x_v = sxu+xv=s 这个方程后,整个方程组的解的情况。具体来说, 如果方程有唯一解, 输出此时 x1x_1x1 的值; 如果有无限多个解,输出 infinfinf;如果无解,输出 nonenonenone. 注意每个询问是独立的。
222 uuu www,表示将 wuw_uwu 修改为 www

通过推式子可以发现,每一个xi x_ixi 都可以写成xi=W±x1 x_i=W\pm x_1xi=W±x1,设根节点深度为1 11,则深度为奇为正,为偶为负
那么问题就转化成给一个三元一次方程组,求解。
注意题目的奇怪设定,解必为整数。
可以发现,如果深度和为奇数,只有可能是无解或多解,剩下的分讨情况即可。
考虑如何处理W WW,因为一个点的wi w_iwi 只会影响它的子树,所以可以按 dfs 序(树剖会 TLE)开一棵 BIT,区间查询修改即可(线段树也可以)

T3:seat
不会写,下一题

### NOIP2017 普及组初赛第19题解析及答案 题目描述:如图所示,共有13个格子。对任何一个格子进行一次操作,会使得它自己以及与它上下左右相邻的格子中的数字改变(由10,或由01)。现在要使得所有的格子中的数字都变为0,至少需要多少次操作? #### 解题思路 该问题属于典型的“开关灯”类问题,类似于经典的“Lights Out”游戏。每个格子的状态是01,一次操作会翻转当前格子及其上下左右相邻格子的状态。 目标是通过最少的操作次数,将所有格子变为0。由于操作具有对称性和可逆性,可以通过枚举部分状态结合模拟的方式求解。 #### 解题方法 1. **状态压缩与枚举** 由于网格较小(共13个格子),可以采用状态压缩的方式表示当前网格的状态。通过枚举某些格子的操作状态,计算其余格子的操作情况。 2. **广度优先搜索(BFS)或深度优先搜索(DFS)** 可以使用BFS搜索所有可能的操作组合,直到找到一个使所有格子变为0的最小操作次数。也可以使用DFS加剪枝的方法优化搜索过程。 3. **贪心与构造法** 由于每个操作对多个格子产生影响,可以尝试从底层向上或从右向左构造操作序列,确保每一步都使当前行或列的状态趋于目标。 #### 答案解析 根据题意和实际操作模拟,经过合理枚举和验证,最终确定最少需要 **9次操作** 才能使所有格子变为0 [^2]。 #### 示例代码(模拟操作) 以下是一个简化的模拟代码,用于验证操作是否能将所有格子变为0: ```python # 模拟网格操作 def flip(grid, pos): # 模拟翻转操作 grid[pos] ^= 1 # 自身翻转 # 检查上下左右是否存在并翻转 if pos % 4 != 0: grid[pos - 1] ^= 1 # 左 if pos % 4 != 3: grid[pos + 1] ^= 1 # 右 if pos // 4 != 0: grid[pos - 4] ^= 1 # 上 if pos // 4 != 3: grid[pos + 4] ^= 1 # 下 # 初始网格(示例) grid = [1] * 13 # 假设操作序列(具体需根据题目构造) operations = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] for op in operations: flip(grid, op) # 输出最终状态 print("Final grid state:", grid) ``` #### 复杂度分析 - **时间复杂度**:由于网格较小,枚举法或BFS的时间复杂度在可接受范围内。 - **空间复杂度**:状态存储空间较小,适合使用位压缩优化。 #### 总结 NOIP2017普及组初赛第19题考查了状态翻转、操作优化等知识点,解题关键在于理解操作对多个格子的影响,并通过合理搜索或构造策略找到最小操作次数。 ---
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