7-9 列车调度 (25分)【二分查找】

本文介绍了一种基于二分查找的高效列车调度算法,解决了列车在有限铁轨上按序号递减排列的问题。通过AC代码实例,展示了算法的具体实现过程,并对比了超时代码,突出了算法效率的重要性。

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AC代码【二分查找】

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
	int n;
	cin >> n;
	int a[n], len = 0;
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		int k;
		cin >> k;
		if(len == 0 || a[len-1] < k){
			a[len++] = k;
		}
		else {
			int l = 0, r = len-1;
			while(l < r) {
				int mid = (l+r)/2;
				if(a[mid] < k) l = mid + 1;
				else r = mid - 1;
			}
			a[l] = k;
		}
	}
	cout << len;
}

【超时代码】

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

int main() {
	int n;
	cin >> n;
	int a[n];
	for(int i = 0; i < n; i++) cin >> a[i];
	int b[n] = {0}, num = 0;
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		if(b[i] == 0) {
			num++;
			int t = i;
			b[t] = 1;
			for(int j = i+1; j < n; j++) {
				if(a[j] < a[t] && b[j] == 0) {
					b[j] = 1;
					t = j;
				}
			}
		}
	}
	cout << num;
} 

题目描述
火车站的列车调度铁轨的结构如下图所示。
在这里插入图片描述
两端分别是一条入口(Entrance)轨道和一条出口(Exit)轨道,它们之间有N条平行的轨道。每趟列车从入口可以选择任意一条轨道进入,最后从出口离开。在图中有9趟列车,在入口处按照{8,4,2,5,3,9,1,6,7}的顺序排队等待进入。如果要求它们必须按序号递减的顺序从出口离开,则至少需要多少条平行铁轨用于调度?

输入格式:
输入第一行给出一个整数N (2 ≤ N ≤10^5),下一行给出从1到N的整数序号的一个重排列。数字间以空格分隔。

输出格式:
在一行中输出可以将输入的列车按序号递减的顺序调离所需要的最少的铁轨条数。

输入样例:

9
8 4 2 5 3 9 1 6 7

输出样例:

4
### 关于L2-014列车调度问题的C++实现 此问题是经典的最长下降子序列(Longest Decreasing Subsequence, LDS)变种问题,可以通过贪心算法结合二分查找来高效解决。以下是基于给定引用的内容以及相关知识点整理出的解决方案。 #### 方法概述 为了满足题目需求——即让列车按序号递减顺序离开车站,我们需要模拟多个栈的行为。具体来说,对于每一辆即将进入的列车,我们尝试将其放入已有的某个栈顶部(如果可能),或者创建一个新的栈。这种行为可以用数组 `p` 来表示,其中每个位置代表一个栈的当前顶部元素。通过维护这些栈并利用二分查找优化操作,我们可以达到时间复杂度 \( O(n \log n) \)[^3]。 下面是完整的代码实现: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int N = 2e5 + 10; long long p[N]; // 存储各栈顶元素 int cnt; // 当前使用的栈数量 void solve() { int n; cin >> n; for (int i = 1; i <= n; ++i) { int x; cin >> x; if (i == 1) { p[++cnt] = x; // 初始化第一个栈 continue; } // 使用lower_bound找到 >=x 的最小索引 int idx = lower_bound(p + 1, p + cnt + 1, x) - p; if (idx > cnt) { // 如果找不到合适的栈,则新增一个 p[++cnt] = x; } else { // 否则更新对应栈的顶部 p[idx] = x; } } cout << cnt; // 输出所需栈的数量 } int main() { ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr); solve(); return 0; } ``` 上述程序实现了以下功能: 1. **读取数据**:从标准输入流中获取列车编号及其到达次序。 2. **初始化变量**:设置初始状态以便后续处理。 3. **核心逻辑**:遍历每辆车,决定其应加入哪个现有栈还是新开辟一个新栈。 4. **输出结果**:最终打印所需的最少铁轨数目。 这种方法不仅简洁明了而且效率极高,非常适合大规模的数据集运算场景[^2]^。 --- #### 进一步解释与注意事项 - 此方法的核心在于如何有效地配车辆至不同轨道上,从而形成尽可能多的有效降序序列。 - 利用了 STL 中的函数 `std::lower_bound()` ,它能够快速定位大于等于目标值的第一个位置,进而简化判断流程[^1]. ---
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