懒省事的小明

本文介绍了一道算法题目,通过使用优先队列实现最优的果子合并策略,以达到最小化合并过程中的体力消耗。题目中详细解释了如何利用优先队列自动排序的特点来解决此问题。

懒省事的小明

时间限制:3000 ms  |  内存限制:65535 KB

难度:3

描述

      小明很想吃果子,正好果园果子熟了。在果园里,小明已经将所有的果子打了下来,而且按果子的不同种类分成了不同的堆。小明决定把所有的果子合成一堆。 因为小明比较懒,为了省力气,小明开始想点子了:
  每一次合并,小明可以把两堆果子合并到一起,消耗的体力等于两堆果子的重量之和。可以看出,所有的果子经过n-1次合并之后,就只剩下一堆了。小明在合并果子时总共消耗的体力等于每次合并所耗体力之和。 
  因为还要花大力气把这些果子搬回家,所以小明在合并果子时要尽可能地节省体力。假定每个果子重量都为1,并且已知果子的种类数和每种果子的数目,你的任务是设计出合并的次序方案,使小明耗费的体力最少,并输出这个最小的体力耗费值。 
  例如有3种果子,数目依次为1,2,9。可以先将1、2堆合并,新堆数目为3,耗费体力为3。接着,将新堆与原先的第三堆合并,又得到新的堆,数目为12,耗费体力为12。所以小明总共耗费体力=3+12=15。可以证明15为最小的体力耗费值。

输入

第一行输入整数N(0<N<=10)表示测试数据组数。接下来每组测试数据输入包括两行,第一行是一个整数n(1<=n<=12000),表示果子的种类数。第二行包含n个整数,用空格分隔,第i个整数ai(1<=ai<=20000)是第i种果子的数目。

输出

每组测试数据输出包括一行,这一行只包含一个整数,也就是最小的体力耗费值。

样例输入

1
3 
1 2 9

样例输出

15

提示:

题目大意:排序,选出最小的两个数相加,相加的和成为其中的一个元素,然后再进行排序,,,,,如此循环知道合并为一捆

因为排序需要多次,可能会出现超时现象。。。本题可以运用优先队列,其特点是:自动排序,所以不会出现超时现象

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

int main()
{
	int N;
	cin>>N;
	while(N--)
	{
		long long n,i,sum=0,s,t;
		cin>>n;
		priority_queue<long long,vector<long long>,greater<long long> >q;
		for(i=0;i<n;i++)
		{
			cin>>s;
			q.push(s);
		}
		while(q.size()!=1)
		{
			t=q.top();
			q.pop();
			t=t+q.top();
			sum=sum+t;
			q.pop();
			q.push(t);
		}
		cout<<sum<<endl;
	}
	return 0;
}

 

算法并非严格意义上固定的、单一的算法类别,而是一类具有“”特性算法的统称,这类算法的核心思想在于尽可能推迟不必要的计算或操作,以减少整体的计算量和资源消耗,下面结合引用内容介绍两种典型的算法: ### 标记线段树 标记线段树是一种对线段树的优化,用于高效处理区间修改和区间查询问题。在普通线段树中,每次对区间进行修改操作时,可能需要更新大量的节点,时间复杂度较高。而标记线段树引入了“标记”的概念,当对某个区间进行修改时,并不立即更新该区间内所有节点的信息,而是先将修改信息标记在该区间的根节点上,等到真正需要查询该区间或其子区间时,再将标记下推并更新相应节点的信息。这样可以避免不必要的节点更新,提高了效率。例如在处理两个数组A、B,求A[l]*B[l] +...+ A[r]*B[r]的值,且支持A[l...r] += add, B[l...r] += add的问题时,就可以使用标记线段树来优化操作[^2]。 ### 合并果子问题中的贪心策略 在NYOJ55省事小明问题中,小明为了合并果子时节省体力,采用了贪心的“”策略。每次合并时,都选择当前重量最小的两堆果子进行合并,因为这样每次合并消耗的体力最小。通过不断重复这个过程,直到所有果子合并成一堆,最终得到的总体力耗费就是最小的。在实现上,使用优先队列(小顶堆)来维护果子堆的重量,每次取出堆顶的两个元素(即重量最小的两堆果子)进行合并,再将合并后的新堆重新插入队列,直到队列中只剩下一个元素。这种策略避免了不必要的高体力消耗合并方式,体现了“”的思想,尽可能地节省了体力[^1][^3]。 ```python import heapq # 读取测试数据组数 t = int(input()) for _ in range(t): # 读取果子的种类数 n = int(input()) # 读取每种果子的数目 fruits = list(map(int, input().split())) # 初始化优先队列(小顶堆) heapq.heapify(fruits) # 初始化最小体力耗费值 total_energy = 0 while len(fruits) > 1: # 取出重量最小的两堆果子 x = heapq.heappop(fruits) y = heapq.heappop(fruits) # 计算合并这两堆果子消耗的体力 new_heap = x + y total_energy += new_heap # 将合并后的新堆插入队列 heapq.heappush(fruits, new_heap) print(total_energy) ```
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