上海11月月赛乙组解题报告

本文详细介绍了上海11月月赛乙组的四道算法题目,包括数对统计、加与乘、菜单设计和树的链接问题。针对加与乘问题,采用了线段树解决区间更新和点更新;菜单设计使用了状态压缩动态规划;树的链接则利用Tarjan算法求解最短路径。

上海11月月赛乙组解题报告

1.数对统计

题目描述
给定 n 个数字 a1,a2,……,an,请从中挑选两个数字,并按原顺序组成一个数对。请问能选出多少种不完全相等的数对?

输入格式
第一行,单个整数 n
第二行,n 个整数 a1,a2,……,an

输出格式
单个整数:表示不相等的数对数量。

数据范围
对于 30% 的数据,n≤10
对于 60% 的数据,n≤1000
对于 100% 的数据,1≤n≤100000
1≤ai≤n
样例数据
输入:
4
3 1 3 2
输出:
5
说明:
(3,1)
(3,3)
(3,2)
(1,3)
(1,2)

对于数组中的每一个数,如果有多个相同的数x,那么后面的数所组成的数对一定与第一个x所组成的数对重复。而对于数列中的相同的数y,也只能有一个作为数对中的y。
可以记录所有第一个x的出现位置,并从后往前统计不同的y的个数。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n,a[100010],pos[100010];
bool vh[100010];

int main(){
   
   
    cin >> n ;
    for(int i=1;i<=n;++i){
   
   
    	cin >> a[i];
    	if(pos[a[i]]==0)
    	  pos[a[i]]=i;
    }
    long long p=0,ans=0;
    for(int i=n;i>=1;--i){
   
   
    	if(i==pos[a[i]])
    	  ans+=p;
    	if(vh[a[i]]==0){
   
   
    		p++;
    		vh[a[i]]=1;
    	}
    }
    cout << ans << endl;
	return 0;
}

2.加与乘

题目描述
给定 n 个整数 a1,a2,……,an,一开始,所有数字都是 0,接下来将根据输入数据依次进行 q 条修改操作:

加法修改操作以字符 + 开头,后接两个整数 p 与 d,表示数列的第 p 项将增加 d;
乘法修改操作以字符 * 开头,后接一个整数 m,表示数列的每一项都将乘以 m。
请输出经过修改后数列,由于答案可能很大,输出每一个数字模 1,000,000,007 的余数。

输入格式
第一行:两个整数表示 n 与 q。
第二行到第 q+1 行:第 i+1 行首先有一个字符表示操作类型,若是加法修改,后接两个整数 pi与 di ,若是乘法修改,后接一个整数 mi。

输出格式
单独一行:n 个数字表示修改后每个数字模 1,000,000,007 的余数。

数据范围
对于 40% 的数据,n,q≤1000
对于 80% 的数据,n,q≤50000
对于 100% 的数据,n,q≤200,000
1≤di ,mi≤1,000,000
样例数据
输入:
3 5
+1 3
*10
+2 6
+3 9
*5
输出:
150 30 45

因为有点更新和区间更新,所以打了一个线段树的程序

每次乘法就将树的根节点做一个懒标记,而每次加法就将懒标记(如果有的话)下沉,找到该节点时就将该节点的值与懒标记(如果有的话)相乘,再加上要累加的值。查询时同样需要下沉懒标记,输出数组中的值与懒标记相乘的结果。

附上线段树的程序:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n,m,p,q;
long long g=1000000007;
char a;
struct nod{
   
   
	int l;
	int r;
	long long lazy;
	long long sum;
}tree[20000010];

void pushdown(int k,long long v){
   
   //下沉子节点
	int lc=2*k,rc=2*k+1;
	if(tree[lc].lazy!=-1){
   
   
		tree[lc].lazy*=v;
		tree[lc].lazy%=g;
	}
	else
	  tree[lc].lazy=v;
	if(tree[rc].lazy!=-1){
   
   
	  tree[rc].lazy*=v;
	  tree[rc].lazy%=g;
    }
	else
	  tree[rc].lazy=v;
	tree[k].lazy=-1;
}

void build(int k,int l,int r){
   
   //构树
	tree[k].l=l;
	tree[k].r=r;
	tree[k].lazy=-1;
	if(l==r){
   
   
		tree[k].sum=0;
		return;
	}
	int mid=(l+r)/2,lc=k*2,rc=k*2+1;
	build(lc,l,mid);
	build(rc,mid+1,r);
	tree[k].sum=0;
}

void add(int k,int i,long long v){
   
   //累加
	if(tree[k].l==tree[k].r && tree[k].l==i){
   
   
		if(tree[k].lazy==-1){
   
   
			tree[k].sum+=v;
			tree[k].sum%=g;
		}
		else{
   
   
		  tree[k].sum*=tree[k].lazy;
		  tree[k].sum%=g;
		  tree[k].sum+=v;
		  tree[k].sum%=g;
		  tree[k].lazy=-1;
	    }
		return;
	}
	if(tree[k].lazy!=-1)
	  pushdown(k,tree[k].lazy);
	int mid=(tree[k].l+tree[k].r)/2,lc=2*k
### 问题解析 上海市计算机学会 2022年11月乙组T2题目的大意是:给定一个正整数序列,目标是通过若干次操作将序列中所有数的总和减小到不超过 $S$,每次操作可以选择一个数减1。要求在操作中尽可能少地使用操作次数,找出最少的操作次数。 该问题可以通过贪心策略解决,具体思路如下: - **判断初始件**:首先计算所有数的总和 $sum$。如果 $sum \leq S$,则无需进行任何操作。 - **优先减少较大的数**:为了使操作次数最少,应优先减少较大的数,因为较大的数减少1所带来的总和减少更大。 - **排序与模拟**:将数组按从大到小排序,依次减少每个数,直到总和满足件为止。 ### 解法实现 以下是一个可能的实现代码示例: ```python n, S = map(int, input().split()) a = list(map(int, input().split())) sum_total = sum(a) if sum_total <= S: print(0) else: a.sort(reverse=True) operations = 0 for num in a: reduce_amount = min(sum_total - S, num) num -= reduce_amount sum_total -= reduce_amount operations += 1 if sum_total <= S: break print(operations) ``` ### 解法分析 - **时间复杂度**:排序操作的时间复杂度为 $O(n \log n)$,遍历数组的时间复杂度为 $O(n)$,因此总时间复杂度为 $O(n \log n)$。 - **空间复杂度**:额外使用的空间为 $O(1)$,不包括输入数组。 ### 优化与扩展 - **允许选择多个数同时减1**:如果允许每次操作同时减少多个数,则可以通过优先队列(最大堆)来维护当前最大的数,每次操作减少堆顶元素。 - **动态规划解法**:对于某些变种问题,例如要求操作后的数组满足特定件,可以考虑动态规划解法,但此题的最优解更适合贪心策略。 - **大规模数据优化**:若数据规模较大,可以采用堆结构优化减少操作的选取过程,从而减少时间复杂度。 ### 相关问题 1. 如何解决2022年11月乙组T2的扩展问题,例如允许选择多个数同时减1? 2. 该题的进阶版本是否存在动态规划解法? 3. 如何优化解法以应对更大的数据规模? 4. 如果操作次数的代价不同,如何调整策略以最小化代价?
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