P2678 跳石头 (二分经典好题)

在一项名为“跳石头”的比赛中,选手需从起点跳至终点,途经多个岩石。为增加难度,组织者考虑移除部分岩石,使最短跳跃距离最大化。通过二分搜索算法,确定移除岩石后的最短跳跃距离最大值,巧妙解决最小最大值问题。

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P2678 跳石头

题目背景

一年一度的“跳石头”比赛又要开始了!

题目描述

这项比赛将在一条笔直的河道中进行,河道中分布着一些巨大岩石。组委会已经选择好了两块岩石作为比赛起点和终点。在起点和终点之间,有 N 块岩石(不含起点和终点的岩石)。在比赛过程中,选手们将从起点出发,每一步跳向相邻的岩石,直至到达终点。

为了提高比赛难度,组委会计划移走一些岩石,使得选手们在比赛过程中的最短跳跃距离尽可能长。由于预算限制,组委会至多从起点和终点之间移走 M 块岩石(不能移走起点和终点的岩石)。

输入输出格式

输入格式:

 

第一行包含三个整数 L,N,M,分别表示起点到终点的距离,起点和终点之间的岩石数,以及组委会至多移走的岩石数。保证  L≥1 且 N≥M≥0。

接下来 N 行,每行一个整数,第 i 行的整数 Di​(0<Di​<L), 表示第 i 块岩石与起点的距离。这些岩石按与起点距离从小到大的顺序给出,且不会有两个岩石出现在同一个位置。

 

输出格式:

 

一个整数,即最短跳跃距离的最大值。

 

输入输出样例

输入样例#1: 复制

25 5 2 
2
11
14
17 
21

输出样例#1: 复制

4

说明

输入输出样例 1 说明:将与起点距离为 2和 14 的两个岩石移走后,最短的跳跃距离为 4(从与起点距离 17 的岩石跳到距离 21 的岩石,或者从距离 21 的岩石跳到终点)。

另:对于 20\%20%的数据,0 ≤ M ≤ N ≤ 10

对于50\%50%的数据,0 ≤ M ≤ N ≤ 100

对于 100\%100%的数据,0 ≤ M ≤ N ≤ 50,000,1 ≤ L ≤ 1,000,000,000

 


思路:

其实一开始很难想到用二分答案来做,但是题目所求是:最短跳跃距离的最大值。

这不就是最小的最大值问题么,话不多说上二分板子

但是最关键的check部分出来了:

  • 首先在确定check的写法之前我们要知道二分的范围: 1 到 len    也就是1到整个赛道的长度,我们在这个范围里面寻找答案
  • check: 我们每次二分得到的mid作为两块石头之间的距离,所以需要判断是否满足这个条件
  • 也就是从第一个石头开始判断,第一个石头与起点的距离是否大于mid,若大于mid则移动到第二个判断;否则就把第一个石头去掉(忽略它直接跳到下一个石头就好了)然后计上去掉的石头数

还有要注意把终点加入a数组中,因为最后一个石头到终点的距离也需要进行判断


代码:

//判断的思路是,从1到终点这个范围里面选择一个mid作为最短距离的最大值
//然后从第一个石头开始判断,第一个石头与起点的距离是否大于mid
//若大于mid则移动到第二个判断;否则就把第一个石头去掉然后计数
#include<iostream>
#define ll long long
using namespace std;
ll len,n,m;
ll a[50005];
ll ans;

bool check(int mid)
{
	int num=0;  //去掉的石头数量
	int i=0,pre=0;//下一个石头位置和当前位置 
	while(i<n)
	{
		i++;
		if(a[i]-a[pre]<mid)//不符合,拿走i所在位置的石头(其实就是忽略它) 
			num++;	
		else //符合要求则pre前进到下一个石头 
			pre=i;
	}
	if(num>m)	return false;
	else	return true; 
}

int main()
{
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>len>>n>>m;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		cin>>a[i];   //已经是升序	
	a[++n]=len;  //将终点也放入	
	int l=1,r=len;  //确定搜索的范围 
	while(l<=r) //二分答案 
	{
		int mid=(l+r)>>1;
		if(check(mid))
		{
			ans=mid;
			l=mid+1;
		}
		else
			r=mid-1;	
	}
	cout<<ans<<endl;
	return 0;
}

 

 

 

<think>首先,用户在查询如何用C++解决洛谷P2678。问是"石头",这是一个经典二分搜索应用问。用户提供了多个引用,包括解和代码示例。用户的查询:"我想查询如何用C++解决洛谷P2678请问C++解决洛谷P2678目算法实现"我需要基于提供的引用和系统指令来回答。系统指令包括:-所有行内数学表达式必须使用$...$格式。-独立公式必须使用$$...$$格式并单独成段。-LaTeX语法正确。-使用中文回答。-生成相关问。-回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。引用是从1到5,描述洛谷P2678解和代码。关键点从引用:-引用[1]:提供了一份C++代码,使用二分搜索来检查最小跃距离是否可行。定义了check函数和search函数。-引用[2]:另一个C++代码,同样使用二分搜索和check函数。-引用[3]:提到二分搜索应用于石头。-引用[4]:又一份代码,核心是check函数和二分搜索。-引用[5]:描述算法竞赛备考,强调二分搜索。所有引用都指向同一个算法:使用二分搜索来求解最小最大跃距离。问描述:-在一条河上有n个石头,你需要从起点到终点跃,移除最多m块石头,使得在移除某些石头后,最小跃距离最大化。-输入:河的宽度L,石头数n,可移除石头数m,然后每个石头的位置。-输出:最大可能的最小跃距离。算法思路:1.**二分搜索目标距离**:搜索范围是1到L(河的宽度)。使用二分搜索来测试一个中间值mid是否可行。2.**可行性函数check**:对于给定的距离d,检查能否移除不超过m块石头,使得每次跃都至少d距离。-遍历石头位置,计算当前石头和前一个未移除石头的距离。-如果距离< d,移除当前石头(计数器增加),并计算前一个保留石头。-否则,保留当前石头并移动前一个石头指针。-最后,移除数是否<=m。3.**二分搜索**:在范围[1,L]上进行二分搜索,找到最大的d使得check(d)返回true。从引用[1]和[4]的代码中,核心部分类似:-设置d[0]=0,d[n+1]=L(起点和终点)。-二分搜索:while(l< r)或类似。-check函数计算移除石头数。回答结构:-由于系统指令要求生成相关问,并在最后添加。-使用中文回答。-清晰结构:介绍问、算法思路、代码实现(可部分展示)、总结。代码展示:-引用示例代码时,需简要解释。-系统指令要求代码块可能用于独立公式,但在这里是C++代码。系统级指令的示例是关于快速排序的,包括代码块和相关问。所以,我的回答应该:1.介绍问。2.解释算法思想。3.提供或描述C++代码实现。4.添加引用标签(基于提供的引用)。5.生成相关问。最终回答:-**标或开头**:简要说明问。-**算法描述**:详细解释二分搜索和check函数。-**代码示例**:展示一个C++代码片段,基于引用[1]或[4]的代码。-**相关问**:在最后生成。引用标识:-引用提供的资源,如[^1]来自引用[1]。LaTeX使用:-问中可能有数学表达式,比如距离计算。-例如,在check函数中,距离比较:如果$a[i]-\text{prev}< x$。-使用$...$格式。相关问示例:1.二分搜索在石头中的时间complexity?2.如何优化check函数?3.其他类似二分搜索的应用。</think> ### 洛谷 P2678 "石头" 解的 C++ 算法实现 洛谷 P2678 "石头" 是一个经典的算法竞赛,涉及使用二分搜索优化问。问描述:在一条长度为 $L$ 的河上,有 $n$ 块石头(位置给定),你可以移除最多 $m$ 块石头。目标是移除某些石头后,使得跃过程中所有相邻石头的最小跃距离尽可能大(即最大化这个最小距离)。例如,如果最小跃距离 $d$ 被最大化,输出这个 $d$[^1][^4]。 #### 算法思路 解决该问的核心是 **二分搜索 + 可行性检测(check 函数)**: 1. **二分搜索目标距离**:搜索范围设置为 $[1, L]$(因为跃距离至少为1)。测试中间值 $\text{mid}$,判断是否可在移除 $\leq m$ 块石头的前提下,实现所有跃 $\geq \text{mid}$。 2. **可行性检测函数(check)**:对于给定的距离 $\text{mid}$,遍历石头位置: - 计算当前石头与前一个未被移除石头的距离 $\text{distance} = d[i] - d[\text{prev}]$。 - 如果 $\text{distance} < \text{mid}$,则移除当前石头(计数器 `cnt` 增加)。 - 否则,保留当前石头并更新前一个石头位置。 - 最终,移除石头数 $\text{cnt} \leq m$ 时返回 true,表示 $\text{mid}$ 可行;否则返回 false。 3. **二分搜索框架**: - 使用 while 循环(`l <= r` 或 `l < r`),调整边界。 - 如果 `check(mid)` 为 true,则尝试增大 $\text{mid}$(右移左边界)。 - 否则,减小 $\text{mid}$(左移右边界)。 - 输出最终的 $\text{mid}$(即最小距离的最大化值)。 该算法时间复杂度为 $O(n \log L)$:二分搜索最多 $\log L$ 次,每次 check 函数遍历 $O(n)$ 次石头位置[^3][^4]。 #### C++ 代码实现 以下是基于引用[1]和[4]的综合代码实现(包含详细注释)。代码关键点: - 输入:河长 `l`、石头数 `n`、可移除数 `m`、石头位置数组 `d[]`(从索引 1 开始)。 - 扩展数组:起点设置为 $d[0]=0$,终点设置为 $d[n+1]=l$。 - 主函数:调用二分搜索。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <cstdio> using namespace std; const int N = 50005; // 最大石头数 int l, n, m; // 河长、石头数、可移除石头数 int d[N]; // 存储石头位置(从下标1开始) // check 函数:检查给定距离x是否可行(移除不超过m块石头) bool check(int x) { int cnt = 0; // 计数器,记录移除石头的数量 int prev = 0; // 前一个未被移除石头的下标(起点设为0) for (int i = 1; i <= n + 1; i++) { // 遍历石头(包括终点) int distance = d[i] - d[prev]; // 计算当前跃距离 if (distance < x) { cnt++; // 距离小于x,移除石头(计数增加) } else { prev = i; // 保留石头,更新前一个位置 } } return cnt <= m; // true: 移除石头数<=m,x可行;否则不可行[^4] } int main() { scanf("%d%d%d", &l, &n, &m); // 输入河长、石头数、可移除数 for (int i = 1; i <= n; i++) { scanf("%d", &d[i]); // 输入石头位置(从第1块到第n块) } d[n + 1] = l; // 终点设置为河长(在d[n+1]) int left = 1, right = l; // 二分搜索初始范围 [1, l] int ans = 0; // 存储最终结果 while (left <= right) { int mid = left + (right - left) / 2; // 计算中间值(防止溢出) if (check(mid)) { ans = mid; // mid可行,尝试增大 left = mid + 1; } else { right = mid - 1; // mid不可行,减小 } } printf("%d\n", ans); // 输出最小跃距离的最大值 return 0; } ``` #### 代码解释和测试提示 - **关键点**: - 数组 `d` 索引从 1 开始,便于计算(`d[0]=0` 隐含作为起点)[^1]。 - `check` 函数返回 boolean:`distance < x` 时移除石头(增加 `cnt`),否则保留并更新 `prev`。 - 二分搜索结束,`ans` 存储最大可行 $d$。 - **测试用例**:输入样例 `25 5 2`,石头位置为 `2 11 14 17 21`,输出应为 `4`(详见洛谷示)[^1][^4]。 - **优化**:代码时间复杂度已最优($O(n \log L)$),空间 $O(n)$。实际竞赛中可添加快速输入优化如 `ios::sync_with_stdio(0)`[^1]。 #### 总结 该问通过二分搜索转化为可行性判定问,是算法竞赛中的常见模式(如 "最小化最大值" 或 "最大化最小值")。代码参考了洛谷解精华,确保逻辑正确和高效[^3][^5]。
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