书的复制 二分

题目描述

现在要把m本有顺序的书分给k给人复制(抄写),每一个人的抄写速度都一样,一本书不允许给两个(或以上)的人抄写,分给每一个人的书,必须是连续的,比如不能把第一、第三、第四本书给同一个人抄写。

现在请你设计一种方案,使得复制时间最短。复制时间为抄写页数最多的人用去的时间。

输入输出格式

输入格式:

第一行两个整数m,k;(k≤m≤500)

第二行m个整数,第i个整数表示第i本书的页数。

输出格式:

共k行,每行两个整数,第i行表示第i个人抄写的书的起始编号和终止编号。k行的起始编号应该从小到大排列,如果有多解,则尽可能让前面的人少抄写。

输入输出样例

输入样例#1:
9 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
输出样例#1:
1 5
6 7
8 9









思路:二分可能的最小的最大抄写量,用贪心判断是否符合情况。

注意:

1、前面的人尽量少抄,所以打印时倒着循环。

2、人数比书数多时单独判断。


代码:

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

int n,m;
int a[505]= {0};

bool judge(int x) {
	int s=0,people=1;
	for(int i=1; i<=n; i++) {
		if(a[i]>x) return false;
		if(s+a[i]>x) {
			people++;
			s=a[i];
		} else {
			s+=a[i];
		}
	}
	if(people>m) {
		return false;
	}
	return true;
}

void print(int x) {
	int s=0,people=m;
	int b[505][3]= {0};
	b[m][2]=n;
	b[1][1]=1;
	for(int i=n; i>=1; i--) {
		if(s+a[i]>x) {
			b[people][1]=i+1;
			s=a[i];
			people--;
			b[people][2]=i;

		} else {
			s+=a[i];
		}
	}
	for(int i=1; i<=m; i++) {
		printf("%d %d\n",b[i][1],b[i][2]);
	}
	return ;
}

int main() {
	scanf("%d%d",&n,&m);
	if(n<=m){
		for(int i=1;i<=n;i++){
			printf("%d %d\n",i,i);
		}
		return 0;
	}
	int s=0;
	for(int i=1; i<=n; i++) {
		scanf("%d",&a[i]);
		s+=a[i];
	}
	int l=s/m,r=s,mid;
	while(l+1<r) {
		mid=(l+r)/2;
		if(judge(mid)) {
			r=mid;
		} else {
			l=mid;
		}
	}
	print(r);
	return 0;
}



### 复制稿问题中的二分法与算法实现 在“复制稿”问题中,核心目标是将 `m` 本按照顺序分成 `k` 个部分,分配给 `k` 个人去抄写。为了最小化抄写时间(即所有人同时开始工作后,完成时间最长的那个人所用的时间),采用了**二分查找**和**贪心算法**相结合的方式。 #### 1. 问题分析 该问题本质上是一个**最优化划分问题**,需要找到一个最小的时间 `time`,使得所有籍可以被划分为最多 `k` 个连续段,并且每一段的总页数不超过 `time`。由于这是一个典型的最小值最大化或最大值最小化的问题,因此可以使用 **二分查找** 来确定这个最优时间。 #### 2. 算法思路 - **二分查找范围**:左边界为单本的最大页数(因为任何人的任务都不能少于这本的页数),右边界为所有的页数总和(一个人承担全部任务的情况)。 - **判断函数**:定义一个函数用于判断某个中间值 `mid` 是否能够将本分成 `k` 或更少的部分,每部分的页数总和不超过 `mid`。 - **贪心划分**:从前往后遍历籍,每当当前段的总页数加上下一本的页数超过 `mid` 时,就开启一个新的段,并计数增加。如果最终所需的段数小于等于 `k`,则说明 `mid` 是可行解,尝试寻找更小的值;否则,需要增大 `mid`。 #### 3. Python 实现示例 以下是一个基于上述思路的 Python 实现: ```python def min_time_to_copy_books(pages, k): def can_divide(max_time): count = 1 current_sum = 0 for page in pages: if current_sum + page > max_time: count += 1 current_sum = page else: current_sum += page return count <= k left = max(pages) right = sum(pages) answer = right while left <= right: mid = (left + right) // 2 if can_divide(mid): answer = mid right = mid - 1 else: left = mid + 1 return answer ``` #### 4. 时间复杂度分析 - **二分查找复杂度**:外层二分查找的时间复杂度为 $ O(\log S) $,其中 `S` 是籍页数的总和。 - **每次判断复杂度**:内层贪心判断的时间复杂度为 $ O(n) $,其中 `n` 是籍的数量。 - **总体复杂度**:$ O(n \cdot \log S) $,这在大多数情况下足够高效,适用于大规模输入。 #### 5. 应用场景与变体 此方法不仅适用于“复制稿”问题,还可以扩展到其他类似问题,例如: - 工厂流水线任务分配问题 - 数据分割与并行处理问题 - 分布式系统中的负载均衡问题 通过调整判断函数的逻辑,可以在不同场景下灵活应用这一策略。
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