HDU-4945-2048

本文详细解析了一道极为复杂的ACM竞赛题目,分享了作者在解决该问题过程中的种种优化技巧,包括快速幂运算、组合数学中的组合数计算、动态规划等高级算法,并通过高效的输入读取方式大幅提升了程序性能。

巨无语的一个题,卡时卡的~ 。除了各种优化外,还得开输入外挂才行,改了整整一天。 留个提醒自己。

代码:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
using namespace std;
const int mod=998244353;
const int maxm=1e5+10;
const int maxn=2500;
long long num,p[maxm],pw[maxm],pm[maxm],dp[13][maxn];
int n,cnt,a[20],vis[maxn],cnt_c[maxn];
long long QuickMul(long long val,int n)
{
    long long ans=1;
    while(n)
    {
        if(n&1)
            ans=ans*val%mod;
        val=val*val%mod;
        n>>=1;
    }
    return ans;
}
void Init()
{
    memset(vis,-1,sizeof(vis));
    for(int i=0;i<12;i++)
    {
        vis[1<<i]=i+1;
        cnt_c[i+1]=2048/(1<<i);
    }
    p[0]=1;
    for(int i=1;i<maxm;i++)
        p[i]=p[i-1]*2%mod;
    pw[0]=1,pm[0]=1;
    for(int i=1;i<maxm;i++)
    {
        pw[i]=pw[i-1]*i%mod;
        pm[i]=QuickMul(pw[i],mod-2);
    }
}
inline long long C(int n,int m)
{
    return pw[n]*pm[m]%mod*pm[n-m]%mod;
}
 void Add(long long &a,long long b)
{
    a=a+b;
    if(a>=mod)
        a-=mod;
}
void solve()
{
    memset(dp,0,sizeof(dp));
    dp[0][0]=1;
    for(int i=1;i<=12;i++)
    {
        for(int j=0;j<=cnt_c[i-1];j++)
            Add(dp[i][j>>1],dp[i-1][j]);
        long long sum=1;
        int num=min(a[i],cnt_c[i]);
        for(int j=1;j<=num;j++)
        {
            long long val=C(a[i],j);
            Add(sum,val);
            for(int k=0;k<=cnt_c[i-1];k++)
                if(dp[i-1][k])
                    Add(dp[i][min((k>>1)+j,cnt_c[i])],dp[i-1][k]*val%mod);
        }
        if(a[i]>cnt_c[i])
        {
            long long val=((p[a[i]]-sum)%mod+mod)%mod;
            for(int k=0;k<=cnt_c[i-1];k++)
                Add(dp[i][cnt_c[i]],dp[i-1][k]*val%mod);
        }
    }
    printf("%I64d\n",dp[12][1]*p[cnt]%mod);
}
inline void read(int &x)
{
    char ch;
    while((ch=getchar())<'0'||ch>'9');
    x=ch-'0';
    while((ch=getchar())>='0'&&ch<='9')
        x=x*10+ch-'0';
}
int main()
{
    Init();
    int cas=1;
    while(scanf("%d",&n)&&n)
    {
        cnt=0;
        memset(a,0,sizeof(a));
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            int val;
            read(val);
            if(vis[val]==-1)
                cnt++;
            else
                a[vis[val]]++;
        }
        printf("Case #%d: ",cas++);
        solve();
    }
    return 0;
}


HDU-3480 是一个典型的动态规划问题,其题目标题通常为 *Division*,主要涉及二维费用背包问题或优化后的动态规划策略。题目大意是:给定一个整数数组,将其划分为若干个连续的子集,每个子集最多包含 $ m $ 个元素,并且每个子集的最大值与最小值之差不能超过给定的阈值 $ t $,目标是使所有子集的划分代价总和最小。每个子集的代价是该子集最大值与最小值的差值。 ### 动态规划思路 设 $ dp[i] $ 表示前 $ i $ 个元素的最小代价。状态转移方程如下: $$ dp[i] = \min_{j=0}^{i-1} \left( dp[j] + cost(j+1, i) \right) $$ 其中 $ cost(j+1, i) $ 表示从第 $ j+1 $ 到第 $ i $ 个元素构成一个子集的代价,即 $ \max(a[j+1..i]) - \min(a[j+1..i]) $。 为了高效计算 $ cost(j+1, i) $,可以使用滑动窗口或单调队列等数据结构来维护区间最大值与最小值,从而将时间复杂度优化到可接受的范围。 ### 示例代码 以下是一个简化版本的动态规划实现,使用暴力方式计算区间代价,适用于理解问题结构: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; const int MAXN = 10010; int a[MAXN]; int dp[MAXN]; int main() { int T, n, m; cin >> T; for (int Case = 1; Case <= T; ++Case) { cin >> n >> m; for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> a[i]; dp[0] = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { dp[i] = INF; int mn = a[i], mx = a[i]; for (int j = i; j >= max(1, i - m + 1); --j) { mn = min(mn, a[j]); mx = max(mx, a[j]); if (mx - mn <= T) { dp[i] = min(dp[i], dp[j - 1] + mx - mn); } } } cout << "Case " << Case << ": " << dp[n] << endl; } return 0; } ``` ### 优化策略 - **单调队列**:可以使用两个单调队列分别维护当前窗口的最大值与最小值,从而将区间代价计算的时间复杂度从 $ O(n^2) $ 降低到 $ O(n) $。 - **斜率优化**:若问题满足特定的决策单调性,可以考虑使用斜率优化技巧进一步加速状态转移过程。 ### 时间复杂度分析 原始暴力解法的时间复杂度为 $ O(n^2) $,在 $ n \leq 10^4 $ 的情况下可能勉强通过。通过单调队列优化后,可以稳定运行于 $ O(n) $ 或 $ O(n \log n) $。 ### 应用场景 HDU-3480 的问题模型可以应用于资源调度、任务划分等场景,尤其适用于需要控制子集内部差异的问题,如图像分块压缩、数据分段处理等[^1]。 ---
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