洛谷-2520 [HAOI2011]向量

本文探讨了如何利用一组特定的向量通过加法组合成目标向量的问题,提出了一种有效的判断方法,通过计算最大公约数和奇偶性判断是否能拼接成功。

题目描述
给你一对数a,b,你可以任意使用(a,b), (a,-b), (-a,b), (-a,-b), (b,a), (b,-a), (-b,a), (-b,-a)这些向量,问你能不能拼出另一个向量(x,y)。
说明:这里的拼就是使得你选出的向量之和为(x,y)
输入格式
第一行数组组数t,(t<=50000)
接下来t行每行四个整数a,b,x,y (−2∗109<=a,b,x,y<=2∗109)(-2*10^9<=a,b,x,y<=2*10^9)(2109<=a,b,x,y<=2109)
输出格式
t行每行为Y或者为N,分别表示可以拼出来,不能拼出来
输入输出样例
3
2 1 3 3
1 1 0 1
1 0 -2 3

输出
Y
N
Y

说明/提示
样例解释:
第一组:(2,1)+(1,2)=(3,3)
第三组:(-1,0)+(-1,0)+(0,1)+(0,1)+(0,1)=(-2,3)

解释:
实际上只需要考虑4个(a,b),(a,−b),(b,a),(b,−a),k(a,b)+q(b,a)+w(a,−b)+c(b,−a)=(x,y)(a,b),(a,-b),(b,a),(b,-a),k(a,b)+q(b,a)+w(a,−b)+c(b,−a)=(x,y)(a,b),(a,b),(b,a),(b,a),k(a,b)+q(b,a)+w(a,b)+c(b,a)=(x,y)
(k+w)a+(q+c)b=x,(k−w)b+(q−c)a=y(k+w)a+(q+c)b=x,(k−w)b+(q−c)a=y(k+w)a+(q+c)b=x,(k−w)b+(q−c)a=y.(k+w)a+(q+c)b=x,(k−w)b+(q−c)a=y(k+w)a+(q+c)b=x, (k-w)b+(q-c)a=y(k+w)a+(q+c)b=x,(k−w)b+(q−c)a=y.(k+w)a+(q+c)b=x,(kw)b+(qc)a=y(k+w)a+(q+c)b=x,(kw)b+(qc)a=y(k+w)a+(q+c)b=x,(kw)b+(qc)a=y.
然后考虑(k+w),(k-w)的k,w同时有整数解,那么很显然,(k+w),(k-w)同奇偶,(q+c),(q-c)同理。那么我们分类讨论:
在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<cstdio>
#define ll long long
using namespace std;
ll t,a,b,x,y,k;
ll gcd(ll a,ll b){return b?gcd(b,a%b):a;}
bool ok(ll x,ll y){return x%k==0&&y%k==0;}
int main(){
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin>>t;
    while(t--){
        cin>>a>>b>>x>>y;
        k=gcd(a,b)*2;
        if(ok(x,y)||ok(x+a,y+b)||ok(x+b,y+a)||ok(x+a+b,y+a+b))printf("Y\n");
        else printf("N\n");
    }
    return 0;
}

这道题目还可以使用树状组或线段树来实现,时间复杂度也为 $\mathcal{O}(n\log n)$。这里给出使用树状组的实现代码。 解题思路: 1. 读入据; 2. 将原列离散化,得到一个新的列 b; 3. 从右往左依次将 b 列中的元素插入到树状组中,并计算逆序对; 4. 输出逆序对。 代码实现: ```c++ #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <algorithm> const int MAXN = 500005; struct Node { int val, id; bool operator<(const Node& other) const { return val < other.val; } } nodes[MAXN]; int n, a[MAXN], b[MAXN], c[MAXN]; long long ans; inline int lowbit(int x) { return x & (-x); } void update(int x, int val) { for (int i = x; i <= n; i += lowbit(i)) { c[i] += val; } } int query(int x) { int res = 0; for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) { res += c[i]; } return res; } int main() { scanf("%d", &n); for (int i = 1; i <= n; ++i) { scanf("%d", &a[i]); nodes[i] = {a[i], i}; } std::sort(nodes + 1, nodes + n + 1); int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { if (i == 1 || nodes[i].val != nodes[i - 1].val) { ++cnt; } b[nodes[i].id] = cnt; } for (int i = n; i >= 1; --i) { ans += query(b[i] - 1); update(b[i], 1); } printf("%lld\n", ans); return 0; } ``` 注意事项: - 在对原列进行离散化时,需要记录每个元素在原列中的位置,便于后面计算逆序对- 设树状组的大小为 $n$,则树状组中的下标从 $1$ 到 $n$,而不是从 $0$ 到 $n-1$; - 在计算逆序对时,需要查询离散化后的列中比当前元素小的元素个,即查询 $b_i-1$ 位置上的值; - 在插入元素时,需要将离散化后的列的元素从右往左依次插入树状组中,而不是从左往右。
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