CSP-J2021 A. 分糖果

本文介绍了CSP-J2021竞赛中的分糖果问题,旨在找到在给定小朋友人数n、糖果数量下界L和上界R的情况下,能够使搬糖果奖励最多的糖果数量。通过分析样例,得出最优解策略,即在满足条件的范围内选择最大的糖果数,使得剩余糖果作为奖励最多。

题目背景

红太阳幼儿园的小朋友们开始分糖果啦!

题目描述

红太阳幼儿园有n个小朋友,你是其中之一。保证n≥2。

有一天你在幼儿园的后花园里发现无穷多颗糖果,你打算拿一些糖果回去分给幼儿园的小朋友们。

由于你只是个平平无奇的幼儿园小朋友,所以你的体力有限,至多只能拿R块糖回去。

但是拿的太少不够分的,所以你至少要拿L块糖回去。保证n L R n≤L≤R。也就是说,如果你拿了k块糖,那么你需要保证L≤k≤R。

如果你拿了k块糖,你将把这k块糖放到篮子里,并要求大家按照如下方案分糖果:只要篮子里有不少于n块糖果,幼儿园的所有n个小朋友(包括你自己)都从篮子中拿走恰好一块糖,直到篮子里的糖数量少于n块。此时篮子里剩余的糖果均归你所有——这些糖果是作为你搬糖果的奖励

作为幼儿园高质量小朋友,你希望让作为你搬糖果的奖励的糖果数量(而不是你最后获得的总糖果数量!)尽可能多;因此你需要写一个程序,依次输入 n, L, Rn,L,R,并输出你最多能获得多少作为你搬糖果的奖励的糖果数量。

输入格式

从文件 candy.in 中读入数据。

输入一行,包含三个正整数 n, L, Rn,L,R,分别表示小朋友的个数、糖果数量的下界和界。

输出格式

输出到文件 candy.out 中

### 问题解析 CSP-J 2021 中的“糖果”问题要求找出在给定范围内,某个孩子能够获得的最多剩余糖果数。题目中,糖果总数为 $ n $,孩子可以选择的糖果数量范围为 $ l $ 到 $ r $。每次糖果时,孩子只能获得所选糖果数对 $ n $ 取模后的余数。因此,目标是找出在这个区间内,取模后余数最大的值。 ### 解题思路 1. **取模运算特性**: - 对于任意整数 $ i $,其对 $ n $ 取模的结果 $ i \% n $ 的范围是 $ 0 $ 到 $ n-1 $。 - 在区间 $ l $ 到 $ r $ 内,寻找最大余数时,可以利用取模运算的周期性特性。 2. **优化策略**: - 如果区间长度 $ r - l + 1 \geq n $,那么区间中一定包含一个完整的模 $ n $ 周期,因此最大余数为 $ n-1 $。 - 如果区间长度小于 $ n $,则需要遍历该区间,计算每个值的模 $ n $ 余数,并找出最大值。 ### C++ 实现 #### 方法一:暴力枚举 适用于较小数据范围的解法,直接遍历 $ l $ 到 $ r $ 的所有值,计算其模 $ n $ 的余数,并记录最大值。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n, l, r; cin >> n >> l >> r; int max_remainder = 0; for (int i = l; i <= r; i++) { max_remainder = max(max_remainder, i % n); } cout << max_remainder << endl; return 0; } ``` #### 方法二:优化解法 根据模运算的特性,当区间长度 $ r - l + 1 \geq n $ 时,可以直接输出 $ n-1 $;否则,遍历区间并计算最大余数。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n, l, r; cin >> n >> l >> r; if (r - l + 1 >= n) { cout << n - 1 << endl; } else { int max_remainder = 0; for (int i = l; i <= r; i++) { max_remainder = max(max_remainder, i % n); } cout << max_remainder << endl; } return 0; } ``` ### 时间复杂度- **暴力枚举**:时间复杂度为 $ O(r-l+1) $,最坏情况下可能达到 $ O(n) $。 - **优化解法**:时间复杂度为 $ O(1) $,当区间长度 $ r - l + 1 \geq n $ 时直接输出结果,否则遍历区间,时间复杂度为 $ O(r-l+1) $。 ### 空间复杂度- 两种方法的空间复杂度均为 $ O(1) $,仅使用了常量级别的额外空间。 ### 总结 通过析模运算的特性,可以高效地解决“糖果”问题。对于大规模数据,优化解法显著减少了计算时间,避免了不必要的遍历操作。
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