【JZOJ比赛】2019.11.8 JZOJ B组

本文精选了四道算法竞赛题目并提供了详细的解题思路与代码实现,包括最小生成树、广度优先搜索、最优匹配及字典序最小串构建,涉及数据结构与算法优化技巧。

1244 修建道路

题意

在一个坐标系上加上若干边使得每个点互通。

思路

显然是要求最小生成树,注意求距离会超出int范围。

代码

#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <algorithm>

struct node {
	long long u, v;
	double w;
}e[500001];
long long n, m, tot;
long long x[1001], y[1001], fa[1001];
double ans;

long long find(long long x) {
	return fa[x] = fa[x] == x ? x : find(fa[x]);
}

double dis(long long a, long long b) {
	return (x[a] - x[b]) * (x[a] - x[b]) + (y[a] - y[b]) * (y[a] - y[b]);
}

bool operator <(const node &a, const node &b) {
	return a.w < b.w;
}

int main() {
	scanf("%d %d", &n, &m);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		scanf("%d %d", &x[i], &y[i]), fa[i] = i;
	for (int i = 1, a, b; i <= m; i++) {
		scanf("%d %d", &a, &b);
		int f1 = find(a), f2 = find(b);
		if (f1 != f2) fa[f1] = f2;
	}
	for (int i = 1; i < n; i++)
		for (int j = i + 1; j <= n; j++) {
			e[++tot].u = i;
			e[tot].v = j;
			e[tot].w = dis(i, j);
		}
	std::sort(e + 1, e + tot + 1);
	for (int i = 1; i <= tot; i++) {
		int f1 = find(e[i].u), f2 = find(e[i].v);
		if (f1 != f2) fa[f1] = f2, ans += sqrt(e[i].w);
	}
	printf("%.2lf", ans);
}

1245 穿越泥地

题意

坐标系上有些点不能走,求出从一个点到另一个点的最短路。

思路

广搜模板。

代码

#include <queue>
#include <cstdio>

const int dx[] = {0, 0, 1, -1}, dy[] = {1, -1, 0, 0};
int ex, ey, n;
int a[1001][1001], d[1001][1001];

void bfs() {
	std::queue<std::pair<int, int> > q;
	q.push(std::make_pair(500, 500));
	d[500][500] = 1;
	while (q.size()) {
		int x = q.front().first, y = q.front().second;
		q.pop();
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int xx = x + dx[i], yy = y + dy[i];
			if (xx < 0 || xx > 1000 || yy < 0 || yy > 1000 || a[xx][yy] || d[xx][yy]) continue;
			d[xx][yy] = d[x][y] + 1;
			if (ex == xx && ey == yy) return;
			q.push(std::make_pair(xx, yy));
		}
	}
}

int main() {
	scanf("%d %d %d", &ex, &ey, &n);
	ex += 500;
	ey += 500;
	for (int i = 1, x, y; i <= n; i++) {
		scanf("%d %d", &x, &y);
		a[x + 500][y + 500] = 1;
	}
	bfs();
	printf("%d", d[ex][ey] - 1);
}

1246 挑剔的美食家

题意

有n个需求,m个供给,需满足供给的价格和价值都比需求高,求出最小供给价格之和。

思路

按照他们的价值降序排序,可得在之前的供给的价值都能满足现在的需求,现在需要价格满足需求,需要一种数据结构,可求出>=需求价格的最小价格,于是找到multiset来维护。

代码

#include <set>
#include <cstdio>
#include <algorithm>

std::multiset<int> s;
struct node {
	int a, b;
}f[100001], c[100001];
int n, m;
long long ans;

bool operator <(const node &a, const node &b) {
	return a.b > b.b;
}

int main() {
	scanf("%d %d", &n, &m);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		scanf("%d %d", &c[i].a, &c[i].b);
	for (int i = 1; i <= m; i++)
		scanf("%d %d", &f[i].a, &f[i].b);
	std::sort(c + 1, c + n + 1);
	std::sort(f + 1, f + m + 1);
	for (int i = 1, pos = 1; i <= n; i++) {
		while (pos <= m && f[pos].b >= c[i].b)
			s.insert(f[pos++].a);
		std::multiset<int>::iterator it = s.lower_bound(c[i].a);
		if (it == s.end())
			return 0 & printf("-1");
		ans += *it;
		s.erase(it);
	}
	printf("%lld", ans);
}

1247 队列变换

题意

一个字符串,每次可以从头或尾取出一个字符,按取出顺序组成新串,求出取出的字典序最小的串。

思路

若当前头尾字符不同,则选取较小的一个;
若相同,头和尾一直往里缩,直到第一个不同的字符,选取小的一边。

用字符串哈希+二分判断头尾缩的长度。

代码

#include <cstdio>

const int base = 233;
int n, cnt;
unsigned long long pre[30001], nxt[30001], p[30001];
char c[30001];

void print(char c) {
	cnt++;
	putchar(c);
	if (cnt % 80 == 0) putchar(10);
}

int find(int L, int R) {
	int l = 1, r = R - L + 1;
	while (l < r) {
		int mid = l + r >> 1;
		if (pre[L + mid - 1] - pre[L - 1] * p[mid] == nxt[R - mid + 1] - nxt[R + 1] * p[mid])
			l = mid + 1;
		else r = mid;
	}
	return l;
}

int main() {
	scanf("%d\n", &n);
	for (int i = 1; i <= n; i++, c[0] = getchar())
		c[i] = getchar();
	p[0] = 1;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		pre[i] = pre[i - 1] * base + c[i] - 64;
		nxt[n - i + 1] = nxt[n - i + 2] * base + c[n - i + 1] - 64;
		p[i] = p[i - 1] * base;
	}
	int head = 1, tail = n;
	while (head <= tail) {
		int len = find(head, tail);
		if (c[head + len - 1] < c[tail - len + 1])
			print(c[head++]);
		else print(c[tail--]);
	}
}

日渐变菜,加油,奥利给!

### 解题思路 题目要求解决的是一个与图相关的最小覆盖问题,通常在特定条件下可以通过状态压缩动态规划(State Compression Dynamic Programming, SCDP)来高效求解。由于状态压缩的适用条件是状态维度较小(例如K≤10),因此可以利用二进制表示状态集合,从而优化计算过程。 #### 1. 状态表示 - 使用一个整数 `mask` 表示当前选择的点集,其中第 `i` 位为 `1` 表示第 `i` 个节点被选中。 - 定义 `dp[mask]` 表示在选中 `mask` 所代表的点集后,能够覆盖的节点集合。 - 可以通过预处理每个点的邻域信息(包括自身和所有直接连接的点),快速更新状态。 #### 2. 预处理邻域 对于每个节点 `u`,预先计算其邻域范围 `neighbor[u]`,即从该节点出发一步能到达的所有节点集合。这样,在后续的状态转移过程中,可以直接使用这些信息进行合并操作。 #### 3. 状态转移 - 初始化:对每个单独节点 `u`,设置初始状态 `dp[1 << u] = neighbor[u]`。 - 转移规则:对于任意两个状态 `mask1` 和 `mask2`,如果它们没有交集,则可以通过合并这两个状态得到新的状态 `mask = mask1 | mask2`,并更新对应的覆盖范围为 `dp[mask1] ∪ dp[mask2]`。 - 在所有状态生成之后,检查是否某个状态的覆盖范围等于全集(即覆盖了所有节点)。如果是,则记录此时使用的最少节点数量。 #### 4. 最优解提取 遍历所有可能的状态,找出能够覆盖整个图的最小节点数目。 --- ### 时间复杂度分析 - 状态总数为 $ O(2^K) $,其中 `K` 是关键点的数量。 - 每次状态转移需要枚举所有可能的子集合,复杂度为 $ O(2^K \cdot K^2) $。 - 整体时间复杂度控制在可接受范围内,适用于 `K ≤ 10~20` 的情况。 --- ### 代码实现(状态压缩 DP) ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int MAXN = 25; int neighbor[MAXN]; // 每个节点的邻域 int dp[1 << 20]; // dp[mask] 表示选中的点集合为 mask 时所能覆盖的点集合 int min_nodes; // 最小覆盖点数 void solve(int n, vector<vector<int>>& graph) { // 预处理每个节点的邻域 for (int i = 0; i < n; ++i) { neighbor[i] = (1 << i); // 包括自己 for (int j : graph[i]) { neighbor[i] |= (1 << j); } } // 初始化 dp 数 memset(dp, 0x3f, sizeof(dp)); for (int i = 0; i < n; ++i) { dp[1 << i] = neighbor[i]; } // 状态转移 for (int mask = 1; mask < (1 << n); ++mask) { if (__builtin_popcount(mask) >= min_nodes) continue; // 剪枝 for (int sub = mask & (mask - 1); sub; sub = (sub - 1) & mask) { int comp = mask ^ sub; if (comp == 0) continue; int new_mask = mask; int covered = dp[sub] | dp[comp]; if (covered == (1 << n) - 1) { min_nodes = min(min_nodes, __builtin_popcount(new_mask)); } dp[new_mask] = min(dp[new_mask], covered); } } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; vector<vector<int>> graph(n); for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v; cin >> u >> v; graph[u].push_back(v); graph[v].push_back(u); // 无向图 } min_nodes = n; solve(n, graph); cout << "Minimum nodes required: " << min_nodes << endl; return 0; } ``` --- ### 优化策略 - **剪枝**:当当前状态所用节点数已经超过已知最优解时,跳过后续计算。 - **提前终止**:一旦发现某个状态覆盖了全部节点,并且节点数达到理论下限,即可提前结束程序。 - **空间优化**:可以仅保存当前轮次的状态,减少内存占用。 --- ### 总结 本题通过状态压缩动态规划的方法,将原本指数级复杂度的问题压缩到可接受范围内。结合位运算技巧和预处理机制,能够高效地完成状态转移和覆盖判断操作。 ---
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