洛谷 https://www.luogu.org/problem/show?pid=T575

输入格式:
第一行一个正整数N

第二行N个整数Ai

若Ai>0,则在把Ai扔到堆里

若Ai=0,则输出一行一个数,分别表示当前堆里的最大值。(保证堆非空)

若Ai<0,则把-Ai从堆里丢出去(保证堆中存在Ai)(若有多个只丢一个)

输出格式:
行数为Ai=0的个数,如输入描述。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<set>
using namespace std;
priority_queue<int>q;
int n;
multiset<int>s;
multiset<
<think>好的,我现在需要理解用户提供的C++代码中sum函数的工作原理,以及它如何解决P1179的问题。首先,我得仔细阅读用户提供的代码,并了解P1179的具体要求。 首先看用户给出的代码: ```cpp #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int l,r; int sum(int n){ int s=0; for(int i=1;i<=n;i*=10){ int a=n/i,b=n%i; s+=(a+9-2)/10*i+(a%10==2)*(b+1); } return s; } int main(){ scanf("%d%d",&l,&r); printf("%d",sum(r)-sum(l-1)); return 0; } ``` 这段代码的目的是计算区间[l, r]内数字2出现的次数。主函数中调用了sum(r)减去sum(l-1)来得到结果,这应该是利用前缀和的思想,类似于之前的countDigitK函数。 接下来,我需要分析sum函数的具体逻辑。sum函数中的循环变量i从1开始,每次乘以10,这应该是逐位处理每一位数字。例如,i=1代表个位,i=10代表十位,i=100代表百位,以此类推。 循环体中,a = n / i,这相当于将当前位右边的数字去掉,得到高位部分和当前位。比如,当i=10时,n=234,a=23,当前位是3(因为23的个位是3)。但实际上,当前位的数字应该是a % 10,不过代码中似乎没有直接取模,而是通过后面的a%10==2来判断。 接下来,b = n % i,这应该是获取当前位右边的低位部分。例如,i=10时,n=234,b=4。 然后,s的累加分为两部分:(a + 9 - 2) / 10 * i 和 (a % 10 == 2) * (b + 1)。这里可能需要拆解来看。 首先,(a + 9 - 2)/10,看起来像是处理当前位的高位部分。这里的9和2可能和当前位的数值有关,特别是当当前位大于等于2时,会额外加上一些值。例如,假设当前位是d,那么可能用类似(a + 8) / 10的方法来计算高位部分带来的贡献,但这里的表达式是(a + 7)/10,即a+9-2= a+7。这部分可能需要进一步分析。 第二个部分是当当前位等于2时,加上低位部分加1,即(b + 1)。这类似于之前countDigitK函数中的情况,当当前位等于k时,贡献值为高位*基数 + 低位 +1。 现在,我需要将这段代码与P1179问题联系起来。P1179的题目是统计在给定区间内数字2出现的次数,所以这段代码应该就是针对这个问题的解法。 接下来,我需要验证sum函数的逻辑是否正确。例如,当n=22时,sum(n)应该计算每一位的2出现的次数。个位和十位各有一个2,所以总共是2次。但根据代码: 当i=1(个位)时: a = 22/1 = 22 b = 22%1 = 0 第一部分:(22 +7)/10 *1 = 29/10=2(因为整数除法) 第二部分:a%10==2(22%10=2),所以加上0+1=1 所以个位的贡献是2+1=3?这显然有问题,因为个位的2出现次数应该是3次(2,12,22)吗?或者我的理解有误。 可能这里的逻辑需要更仔细的分析。例如,当处理个位时,i=1,a=n/i=22,当前位是a%10=2。高位部分是a/10=2。此时,第一部分计算的是高位部分带来的贡献,即有多少个完整的十位周期,每个周期中个位会出现一次2。例如,高位是2,那么个位的2出现的次数是(2+1)*1(当当前位>=2时),或者类似的情况。而如果当前位等于2,则还需要加上低位部分+1。 不过用户提供的sum函数中的表达式为(a+9-2)/10*i,这里的9-2=7,可能是为了调整当前位是否大于等于2。例如,当当前位d >=2时,高位部分的贡献是(高位+1)*i,而如果d <2,则是高位*i。这可能类似于之前的countDigitK函数中的逻辑,但这里的表达式看起来不同。 可能需要具体代入数值来测试。例如,n=22,i=1(个位): a=22,b=0 (a +7)/10 = (22+7)/10=29/10=2(整数除法) 所以第一部分是2*1=2 第二部分:(22%10==2) → 是,所以加上0+1=1 总贡献是2+1=3。即个位的2出现了3次?但实际在1到22中,个位的2出现的次数是3次(2,12,22)。 当i=10(十位)时: a=22/10=2,b=22%10=2 (a +7)/10 = (2+7)/10=9/10=0 → 0*10=0 第二部分:a%10==2 → 是,加上2+1=3 总贡献是0+3=3。即十位的2出现了3次(20-29中的十位,但n=22,所以只有20,21,22三个数的十位是2)。所以十位的贡献是3次。 总和为3+3=6,但sum(22)的结果应该是6吗?实际在1到22中,数字2出现的总次数是: 个位:3次(2,12,22) 十位:10次(20-29,但n=22,所以实际是20,21,22三次?不对,这里可能我的计算有误。十位的2在20-29中出现10次,但当n=22时,十位只能是20-22,所以十位的2出现3次。所以总和是3(个位)+3(十位)=6次。但根据sum(22)返回的值是6吗?是的,所以代码正确。 这说明sum函数的计算是正确的。接下来,需要解释sum函数中的每个部分是如何对应到数位上的计算的。 对于每一位i(个位、十位、百位等): - a = n / i:将当前位右边的数字去掉,得到高位和当前位组成的数。 - b = n % i:当前位右边的低位部分。 然后,计算该位上2出现的次数: 1. 第一部分:(a + 7) / 10 * i 这里,当当前位d >=2时,高位部分(a/10)的贡献是(a/10 +1)*i;如果d <2,则是(a/10)*i。不过这里的表达式(a +7)/10可能相当于(高位 + (d >=2 ? 1 : 0))*i。例如,当d >=2时,a +7会进位,导致(a +7)/10 = (高位*10 + d +7)/10 = 高位 + (d +7)/10。例如,当d=2,高位=2,a=2*10 +2=22,22+7=29,29/10=2.9→整数除法得到2,即高位=2,这可能有问题。或者这里的表达式可能需要重新理解。 或者,另一种解释是,对于当前位d,当d >2时,贡献为(高位 +1)*i;当d ==2时,贡献为高位*i + (b +1);当d <2时,贡献为高位*i。这可能对应于之前的countDigitK函数中的逻辑。而sum函数中的表达式可能是将这三部分合并为一个表达式。 例如,第一部分(a +7)/10 *i: 当d >2时,高位 +1 → (a +7)/10 = (高位*10 + d +7)/10 = 高位*10/10 + (d +7)/10 = 高位 + (d+7)/10。由于d>2,d+7 >=10,所以结果为高位 +1。 当d ==2时,(a +7)/10 = (高位*10 +2 +7)/10 = (高位*10 +9)/10 = 高位 +0.9 → 整数除法得到高位。 当d <2时,例如d=1,(高位*10 +1 +7)/10 = (高位*10 +8)/10 = 高位 +0.8 → 高位。 所以,第一部分的结果是高位 *i(当d <=2时)或者(高位 +1)*i(当d >2时)。这可能对应到countDigitK中的情况,当d>2时,贡献是(高位 +1)*i;当d <2时,贡献是高位*i;当d=2时,贡献是高位*i + (b +1)。因此,sum函数中的第一部分处理了d>2和d<2的情况,而第二部分处理d=2的情况。 因此,sum函数中的表达式: s += (a +7)/10 *i + (a%10 ==2)*(b +1); 这等同于: 如果当前位d >2:贡献是(高位 +1)*i 如果当前位d ==2:贡献是高位*i + (b +1) 如果当前位d <2:贡献是高位*i 所以,这样的逻辑是正确的。 接下来,将这段代码与P1179的问题关联起来。P1179的题目是要求计算区间[L, R]内数字2出现的次数。用户提供的代码正是通过sum(r) - sum(l-1)来计算区间内的结果,这与之前的前缀和思路一致。 因此,sum函数的工作原理是逐位计算每一位上2出现的次数,结合高位、当前位和低位的情况,最终累加得到总数。该代码高效地解决了问题,时间复杂度为O(log n),适用于大范围的数值。</think>### C++代码中`sum`函数的工作原理及与P1179的关联 #### 代码功能解析 该代码用于统计区间 $[l, r]$ 内数字 `2` 的出现次数,核心逻辑通过逐位分析十进制数的每一位实现。其核心函数 `sum` 的计算过程如下: ```cpp int sum(int n) { int s = 0; for (int i = 1; i <= n; i *= 10) { // 遍历每一位(个位→十位→百位...) int a = n / i; // 高位 + 当前位的组合值(例如:n=234,i=10时,a=23) int b = n % i; // 当前位右侧的低位值(例如:n=234,i=10时,b=4) // 计算当前位上2的出现次数 s += (a + 7) / 10 * i + (a % 10 == 2) * (b + 1); } return s; } ``` #### 逐位计算规则 1. **当前位 `< 2`** - **贡献值 = 高位部分 × 当前位数权重** - 例如:统计 `n=213` 中十位 `2` 的出现次数: - `i=10`(十位),`a=213/10=21`,`b=213%10=3` - 贡献值为 `(21 + 7)/10 * 10 = 28/10 * 10 = 2*10 = 20`(对应 `020-119` 中的十位 `2`)。 2. **当前位 `= 2`** - **贡献值 = 高位部分 × 基数 + 低位部分 + 1** - 例如:统计 `n=223` 中十位 `2` 的出现次数: - `i=10`,`a=223/10=22`,`b=223%10=3` - 贡献值为 `(22 + 7)/10 * 10 + (22%10==2)*(3+1) = 29/10*10 + 1*4 = 20 + 4 = 24`(对应 `200-223` 中的十位 `2`)。 3. **当前位 `> 2`** - **贡献值 = (高位部分 + 1) × 基数** - 例如:统计 `n=263` 中十位 `2` 的出现次数: - `i=10`,`a=263/10=26`,`b=263%10=3` - 贡献值为 `(26 + 7)/10 * 10 = 33/10*10 = 3*10 = 30`(对应 `020-299` 中的十位 `2`)。 #### P1179的关联 **问题要求**:计算区间 $[L, R]$ 内数字 `2` 的总出现次数。 **代码实现**: - 主函数通过 `sum(r) - sum(l-1)` 计算区间结果,利用了**前缀和**思想[^2]。 - 例如:统计 `[24, 32]` 的 `2` 出现次数: - `sum(32)` 包含 `32` 之前所有数的 `2` 的计数(如2,12,20-29中的十位等),结果为 `14`。 - `sum(23)` 包含 `23` 之前的计数,结果为 `6`。 - 最终结果 `14 - 6 = 8`(包括24的十位、32的个位等)。 #### 关键点总结 1. **时间复杂度**:$O(\log_{10} n)$,仅遍历数字的每一位。 2. **数学推导**:每位贡献值由以下公式决定: $$ \text{count} = \left\lfloor \frac{a + 7}{10} \right\rfloor \cdot i + (\text{当前位为2时}) \cdot (b + 1) $$ 3. **适用性**:直接适用于P1179的整数范围($1 \leq L \leq R \leq 2 \times 10^5$),无需高精度计算[^3]。 --- ### 相关问题 1. **如何处理统计其他数字(如3或5)的出现次数?** 修改 `sum` 函数中的 `+7` 和 `a%10==2` 条件,例如统计3时改为 `(a + 6)/10 * i + (a%10==3)*(b+1)`。 2. **当数字范围超过 $10^{18}$ 时如何优化?** 将 `int` 改为 `long long`,循环条件调整为 `i <= n && i <= 1e18`。 3. **为何选择 `(a + 7)/10` 的表达式?** 该公式合并了当前位 `<2` 和 `>2` 的分支判断,利用整数除法特性简化代码[^1]。 4. **代码是否支持统计0的出现次数?** 不支持,需额外处理前导零(例如修改循环条件和高位计算逻辑)[^5]。
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