【倒计时4day 35/155】

本文介绍了如何使用对顶堆(优先队列)实现数据流中位数问题,通过调整堆结构维持中位数,同时探讨了`multiset`与`set`在插入和删除操作中的应用。涉及内容包括堆的性质、调整算法及`push`, `peekMedian`, `pop`操作的实现。

【倒计时4day 35/155】

基础算法与数据结构

1057 Stack栈

对顶堆问题,不断插入数,不断的输出中位数——数据流的中位数
堆stl中不可以删除——用集合代替 multiset

新数据结构:对顶堆
multiset中,允许元素重复
1.调整堆
如果up的堆数量小于down的堆数量,那么需要调整(将down中的最大元素插入到up中,并在down中删除这个元素)
如果down的堆数量小于up的堆数量+1,那么需要调整(将up中的最小元素插入到down中,并在up中删除这个元素)

2.堆性质
up(小——大)
down(小——大)
呈沙漏形状
down的最大值为全部数的中值,因此down的数量=up的数量+1

3.插入删除
插入:insert()
删除:erase()
erase(num);//在set中删除num的全部元素,假如有2个num,都被删除
erase(up/down.find(num));//在set中删除一个num的全部元素,假如有2个num,都被删除

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<stack>
#include<cstring>
#include<set>
using namespace std;
stack<int> st;
multiset<int> up,down;
void adjust(){
    while(up.size()>down.size()){
        down.insert(*up.begin());
        up.erase(up.begin());
    }
    while(down.size()>up.size()+1){
        auto it=down.end();
        it--;
        up.insert(*it);
        down.erase(it);
    }
}
int main(){
    int N,index=0,num;
    char op[20];
    scanf("%d",&N);
    while(N--){
        scanf("%s",&op);
        if(strcmp(op,"Push")==0){
            scanf("%d",&num);
            st.push(num);
            if(up.empty()||num<*up.begin()){
                down.insert(num);
            }else{
                up.insert(num);
            }
            adjust();
        }else if(strcmp(op,"PeekMedian")==0){
           if(st.empty()){
                printf("Invalid\n");
            }else{
               auto it=down.end();
               it--;
               printf("%d\n",*it);
           }
        }else if(strcmp(op,"Pop")==0){
            if(st.empty()){
                printf("Invalid\n");
            }else{
                num=st.top();
                st.pop();
                printf("%d\n",num);
                auto it=down.end();
                it--;
                if(num<=*it){
                    down.erase(down.find(num));//加了find函数,只删除其中一个值,不是整个数删除
                }else{
                    up.erase(up.find(num));
                }
                adjust();
            }
        }
    }
    return 0;
}

1044 Shopping in Mars 火星购物

利用了前缀和还有控制变量求最短且符合条件的区间

#include<iostream>
using namespace std;
#define MaxN 100010
#define INF 1e9
int N,M;
int S[MaxN];//前缀和
int main(){
    scanf("%d%d",&N,&M);
    for(int i=1;i<=N;i++){
        scanf("%d",&S[i]);
        S[i]+=S[i-1];
    }
    int res=INF;
    for(int i=1,j=0;i<=N;i++){
        while(S[i]-S[j+1]>=M)
            j++;
        if(S[i]-S[j]>=M){
            res=min(res,S[i]-S[j]);
        }
    }
    bool first=true;
    for(int i=1,j=0;i<=N;i++){
        while(S[i]-S[j+1]>=M)
            j++;
        if(S[i]-S[j]==res){
            if(!first){
                printf("\n");
            }else{
                first=false;
            }
            printf("%d-%d",j+1,i);
        }
    }
    return 0;
}

1040 Longest Symmetric String 最长回文数

两种情况:奇数回文数,偶数回文数,向两边发展
注意字符串有空格,用getline(cin,str)输入

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int main(){
    string str;
    int maxnum=-1;
    getline(cin,str);
    for(int i=0;i<str.size();i++){
        int l=i-1,r=i+1;//奇数 以i为中心
        while(l>=0&&r<str.size()&&str[l]==str[r]){
            l--;r++;
        }
        maxnum=max(maxnum,r-l-1);
        l=i,r=i+1;//偶数 以i,i+1为中心
        while(l>=0&&r<str.size()&&str[l]==str[r]){
            l--;r++;
        }
        maxnum=max(maxnum,r-l-1);
    }
    printf("%d\n",maxnum);
    return 0;
}

并查集

1013 Battle Over Cities 战争中的城市

find函数,注意N和M的关系,范围不一样,M是边的最大数量,题目没有明确给出但是与N不同并且和N有紧密联系
find函数的背默

int find(int x){
	if(P[x]!=x){
		P[x]=find(P[x]);
	}
	return P[x];
}

联通集的问题,去掉结点A则找除去A(不包含A的结点有多少个联通集),一开始有N-1个联通集,要联通起来只需要联通集个数-1

#include<iostream>
#define MaxN 1010
#define MaxM MaxN*MaxN
using namespace std;
int N,M,K;
int P[MaxN];
struct Node{
    int a,b;
}Edge[MaxM];

int find(int x){
    if(P[x]!=x){
        P[x]=find(P[x]);
    }
     return P[x];
}
int main(){
    scanf("%d%d%d",&N,&M,&K);
    for(int i=0;i<M;i++){
        scanf("%d%d",&Edge[i].a,&Edge[i].b);
    }
    for(int j=0;j<K;j++){
        int target,cnt=N-1;//最开始有N-1个联通集
        scanf("%d",&target);
        for(int i=1;i<=N;i++){
            P[i]=i;
        }
        for(int i=0;i<M;i++){
            int a=Edge[i].a;
            int b=Edge[i].b;
            if(a!=target&&b!=target){
                int pa=find(a);
                int pb=find(b);
                if(pa!=pb){
                    P[pa]=pb;
                    cnt--;//多一个联通
                }
            }
        }
        printf("%d\n",cnt-1);
    }
    
    return 0;
}
计价系统控制器设计 实验内容 Ø 基本要求(计价标准:起步价7元/3公里;里程费1.5元/公里;10公里以上里程费加收1元;等候费每分钟1元;23时至次日5时里程费上浮20%;假设轮胎周长2米): (1)直流电机转速四挡可调,可实现正反转。 (2)实时转速显示在数码管或VGA显示器上。 (3)实时显示里程、价格。 Ø 扩展要求: (1)  设计时钟,空载时显示当前时间,并可进行时、分、秒的设置; (2)  能够显示起步时间和结束时间。 (3)  能根据时钟自动完成日间、夜间计费模式的切换。 (4)  完成其他创新性设计。 实验原理 (1)计价系统控制器 计价系统控制器采用平台提供的FPGA核心板、电机模块、数码管或VGA显示器进行实验设计,系统包括显示控制模块、电机模块、计时模块、计程计价模块等,系统框图如图1所示。 (2)直流电机原理 输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。 PWM(脉冲宽度调制):通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。 通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变电压的大小,从而控制电动机的转速。 实验步骤 (1)时钟分频模块 该模块通过不同模值的计数器对实验箱上的50MHz时钟频率进行分频,分别用于里程、价格、时间、速度、电机及显示模块的时钟信号。 其中,数码管属于低速设备,其正常的扫描频率为500~10KHz,扫描频率太快,会导致系统功耗增加,显示效果变暗。扫描频率太慢,会有明显的闪烁感。本实验通过调试观察,选择以2KHz作为扫描频率,实际显示效果比较好。若采用VGA显示可分频至约几十兆,使得VGA模块可以正常工作。 (2)电机模块 电机模块是通过接收控制模块所输出的控制信号作为其输入信号来改变电机的对应状态,实现控制模块想要达到的控制效果,即控制模块为中枢,通过电机模块来实现具体的操作。 (3)计程计价模块    电机转动时会持续产生一个脉冲信号CNTN,经消抖模块消抖后作为输入信号输入到路程模块中去,即路程模块是根据电机转动输出信号来进行计算路程的,规定电机转动一圈为两米;而计价模块是以路程模块输出的路程信号作为输入信号来计价的,当路程小于3km时总金额即为起步价,而当路程超过3km时,总金额则为起步价加上超过3km的部分*里程费,不足1km按1km算。 (4)计时模块 计时模块的主要功能是对系统工作时间进行计时,主要实现方式为利用分频模块得到的脉冲信号作为计数器的输入时钟信号,其中计数器分成了小时、分钟和秒三个模块,若计数秒到达60则分钟计数加1,若分钟计数到达60则小时计数加1,同时完成开始、暂停计时,结束计时等功能。 (5)显示控制模块 显示模块是将和出租车相关的关键参数(起步价、单价、行驶时间、路程、金额)及当前日期,星期几以扫描的方式显示在平台上的数码管或VGA显示屏上,该模块的时钟信号需匹配所选显示器件的扫描频率。若采用VGA显示屏,静态部分的显示内容可通过取相应的字模并在对应坐标进行扫描得到的,动态显示内容可通过对参数的判断来执行不同的显示字模操作,从而达到一个动态显示的效果。 (6)其他模块 完成设计可能还需用到消抖模块、调速及控制模块、时钟设置模块等。
06-05
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