2019 Multi-University Training Contest 9 简要题解

本文解析了多项算法竞赛题目,包括快速排序、几何序列、博弈论、动态规划等问题,展示了复杂的数学公式推导和高效的数据结构应用。

1001 Rikka with Quicksort

先化式子先得到
gm(n)=n−1+2n∑i=0n−1gm(i)=n−1+2n∑i=m+1n−1(i−1)∏k=i+1n−1(1+2k)g_m(n)=n-1+\frac{2}{n}\sum_{i=0}^{n-1}g_m(i)=n-1+\frac{2}{n}\sum_{i=m+1}^{n-1}(i-1)\prod_{k=i+1}^{n-1}(1+\frac{2}{k})gm(n)=n1+n2i=0n1gm(i)=n1+n2i=m+1n1(i1)k=i+1n1(1+k2)
然后后面乘积的一项如果忽略k=i−1和i−2k=i-1和i-2k=i1i2的时候就为(i−1)n(n+1)(i+1)(i+2)\frac{(i-1)n(n+1)}{(i+1)(i+2)}(i+1)(i+2)(i1)n(n+1)
然后问题就变成求一个∑i=1ni−1(i+1)(i+2)\sum_{i=1}^{n}\frac{i-1}{(i+1)(i+2)}i=1n(i+1)(i+2)i1
直接分段打表,每隔10610^6106个数算出一个

1002 Rikka with Cake

由于没有一条切线的x,yx,yx,y坐标相同,所以容易得到块数等于交点数加一

1003 Rikka with Mista

先折半,然后枚举每一位,算这一位是444的个数。
对于第iii位,用桶排排出只有后iii位的顺序,然后用双指针计算出这一位和为444,注意可能为14.....14.....14.....或者4.....4.....4.....

1004 Rikka with Geometric Sequence

容易得到∑p=1n∑q=p+1n[gcd(p,q)=1]∑a=2⌊npa⌋\sum_{p=1}^{n}\sum_{q=p+1}^{n}[gcd(p,q)=1]\sum_{a=2}\lfloor\frac{n}{p^a}\rfloorp=1nq=p+1n[gcd(p,q)=1]a=2pan
然后化一下得∑a=2∑q=2a ⁣nφ(q)⌊npa⌋\sum_{a=2}\sum_{q=2}^{{}^a\!\sqrt{n}}\varphi(q)\lfloor\frac{n}{p^a}\rfloora=2q=2anφ(q)pan
对于等比序列长度为一或二的情况特殊处理,对于a>=3a>=3a>=3直接暴力
对于a=2a=2a=2,先预处理出10710^7107φ\varphiφ的值,然后就是类似莫比乌斯反演根号跳的三次方跳,对于>107>10^7>107的值就直接杜教筛筛。

1005 Rikka with Game

简单博弈。
对于前缀一段yyy,双方肯定都不会动。
如果剩下的是zzz,那么这个zzz就会变为bbb,也就是先手把zzzaaa,后手aaabbb,先手结束
否则先手直接结束。

1006 Rikka with Coin

容易发现101010元不会超过一张,202020不会超过444张,505050不会超过111张,剩下就是100100100元。
暴力枚举每种的张数,然后就能判断是否能构完以及要多少张100100100

1007 Rikka with Travels

枚举每条边,计算出这条边两边的子树的直径,换根dpdpdp即可。

1008 Rikka with Stable Marriage

根据限制就可以得到答案一定是每次选一对异或和最大的。
对于aaabbb都建出对应的trietrietrie
每次询问就暴力dfsdfsdfs,哪里大就走哪边,对于aaatrietrietrie走完记录下这个走点的最大值和走到最大值要走哪个儿子。
已经走过的就用返回记录的答案。
去掉一对aaabbb之后,就将那个aaa对应trietrietrie上点的答案设为未走过。

1011 Rikka with Segment Tree

F(n)=∑i=1nf(n,i)∗iF(n)=\sum_{i=1}^{n}f(n,i)*iF(n)=i=1nf(n,i)i
b=log2(n)b=log_2(n)b=log2(n)
F(n)=F(⌊n2⌋)+F(⌈n2⌉)+n(n+1)2+⌈n2⌉∗(nb+2(n−2b))F(n)=F(\lfloor\frac{n}{2}\rfloor)+F(\lceil\frac{n}{2}\rceil)+\frac{n(n+1)}{2}+\lceil\frac{n}{2}\rceil* (nb+2(n-2^b))F(n)=F(2n)+F(2n)+2n(n+1)+2n(nb+2(n2b))
然后就是可以∑i=1n/2F(i)\sum_{i=1}^{n/2}F(i)i=1n/2F(i)推到∑i=1nF(i)\sum_{i=1}^{n}F(i)i=1nF(i)
然后就是很麻烦的式子了。

AtCoder Beginner Contest 134 是一场 AtCoder 的入门级比赛,以下是每道题的简要题解: A - Dodecagon 题目描述:已知一个正十二边形的边长,求它的面积。 解题思路:正十二边形的内角为 $150^\circ$,因此可以将正十二边形拆分为 12 个等腰三角形,通过三角形面积公式计算面积即可。 B - Golden Apple 题目描述:有 $N$ 个苹果和 $D$ 个盘子,每个盘子最多可以装下 $2D+1$ 个苹果,求最少需要多少个盘子才能装下所有的苹果。 解题思路:每个盘子最多可以装下 $2D+1$ 个苹果,因此可以将苹果平均分配到每个盘子中,可以得到最少需要 $\lceil \frac{N}{2D+1} \rceil$ 个盘子。 C - Exception Handling 题目描述:给定一个长度为 $N$ 的整数序列 $a$,求除了第 $i$ 个数以外的最大值。 解题思路:可以使用两个变量 $m_1$ 和 $m_2$ 分别记录最大值和次大值。遍历整个序列,当当前数不是第 $i$ 个数时,更新最大值和次大值。因此,最后的结果应该是 $m_1$ 或 $m_2$ 中较小的一个。 D - Preparing Boxes 题目描述:有 $N$ 个盒子和 $M$ 个物品,第 $i$ 个盒子可以放入 $a_i$ 个物品,每个物品只能放在一个盒子中。现在需要将所有的物品放入盒子中,每次操作可以将一个盒子内的物品全部取出并分配到其他盒子中,求最少需要多少次操作才能完成任务。 解题思路:首先可以计算出所有盒子中物品的总数 $S$,然后判断是否存在一个盒子的物品数量大于 $\lceil \frac{S}{2} \rceil$,如果存在,则无法完成任务。否则,可以用贪心的思想,每次从物品数量最多的盒子中取出一个物品,放入物品数量最少的盒子中。因为每次操作都会使得物品数量最多的盒子的物品数量减少,而物品数量最少的盒子的物品数量不变或增加,因此这种贪心策略可以保证最少需要的操作次数最小。
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