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程序员进阶之算法练习(五十二)

程序员进阶之算法练习(五十二)

作者: 落影loyinglin | 来源:发表于2021-05-09 22:45 被阅读0次

    正文

    题目1

    题目链接
    题目大意:
    n个人参加比赛,每个人都有一个分数a[i],现在需要给这些人发奖牌(每个人最多发一个),要求:

    • 1、至少一个人拿到奖牌;
    • 2、分数为0的不能拿奖牌;
    • 3、某个人拿奖,则所有分数不低于他的人也要拿奖牌;

    问总共能有多少种分配方式?

    输入:
    第一行,n (1 ≤ n ≤ 100)
    第二行,n个数字 (0 ≤ a[i] ≤ 600)
    输出:
    一个数字,表示分配方式的数量。

    Examples
    input
    4
    1 3 3 2
    output
    3
    样例解释:3种方式:
    1、只发给3分;
    2、发给2、3分;
    3、所有人都发;

    题目解析:
    根据题目的意思,由条件3我们容易知道,n种分数(非零),就有n种分法。
    但对于这类型题目,除了做题外,很重要一点是如何把代码写得优雅。

    比如说这样写,就很精简。

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // insert code here...
        int n;
        cin >> n;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            cin >> a[i];
        }
        sort(a, a + n);
        
        int ans = a[0] > 0;
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            if (a[i - 1] != a[i]) {
                ++ans;
            }
        }
        cout << ans << endl;
        
        return 0;
    }
    

    题目2

    题目链接
    题目大意:
    给出长度为n的两个整数数组a和b,数组a和数组b至少有一个数字不相同;
    现在需要构造出新的数组c,要求:
    1、数组c是1到n的一种排列;
    2、数组c和数组a有且仅有一个数字不同,数组c和数组b有且仅有一个数字不同;
    如果有多个解,可以任意输出一个。
    数据范围
    (2 ≤ n ≤ 1 000)
    (1 ≤ a[i] ≤ n)
    (1 ≤ b[i] ≤ n)

    Examples
    input
    5
    1 2 3 4 3
    1 2 5 4 5
    output
    1 2 5 4 3

    样例解释:
    输入
    第一个数字5,表示n=5;
    接下来两行,每行有5个整数。
    输出
    1, 2, 5, 4, 3 和 1, 2, 3, 4, 5 都是可行解。

    题目解析:
    根据题意可以知道,数组a的元素是在[1, n]之间,由于数组c的数字是由[1,n]中的数字不重复排列而来,且数组c会有一个数字和数字a不同,其他数字是一样的;
    那么数组a必然会存在两个相同的数字x,并且数组c与数组a不相同的数字就是x;(这里是题目意思的核心)
    那么可以直接把数组a的一个x修改为数字t,验证是否满足题意,如果不行再尝试另一个解。

    int a[N], visA[N];
    int b[N], visB[N];
    
    int find(int c[], int n) {
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            if (c[i] == 0) {
                return i;
            }
        }
        return 0;
    }
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // insert code here...
        
        int n;
        vector<int> vec;
        cin >> n;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            cin >> a[i];
            visA[a[i]]++;
        }
        
        for (int j = 1; j <= n; ++j) {
            cin >> b[j];
            visB[b[j]]++;
        }
        
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            if (visA[a[i]] == 2) {
                vec.push_back(i);
            }
        }
       
        a[vec[0]] = find(visA, n);
        
        int diff = 0;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            if (a[i] != b[i]) {
                ++diff;
            }
        }
        if (diff != 1) {
            a[vec[0]] = a[vec[1]];
            a[vec[1]] = find(visA, n);
        }
       
        
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            cout << a[i] << " ";
        }
        
        return 0;
    }
    
    

    题目3

    题目链接
    题目大意:
    有一个长度为n字符串,现在可以对某些字符进行修改,总共可以修改m次(每次修改一个字符),现在有q次询问:
    每次会有两个输入分别是m和c,表示可以对字符串中m个字符进行修改,输出修改完的字符串中,全部由c构成的子串的最大长度。
    比如说字符串koyomi,只修改1次,可以把字符y改为o,则kooomi全部由字符'o'构成的最长子串是'ooo',长度为3;

    输入
    总共有q次询问,每次询问包括修改次数m,和特定字符c;
    n (1 ≤ n ≤ 1 500)
    q (1 ≤ q ≤ 200 000)
    m (1 ≤ m ≤ n)
    输出
    输出q次询问的最长子串长度。

    Examples
    input
    6
    koyomi
    3
    1 o
    4 o
    4 m
    output
    3
    6
    5
    样例解释:
    第一个询问,可以把'y'替换为'o',得到最大长度3;
    第二个询问,替换后最大长度的字符串是"oooooo",长度为6;
    第三个询问,满足题意的解有 "mmmmmi" and "kmmmmm",长度均为5;

    题目解析:
    先不考虑多次询问,对于修改次数m,字符c,我们求最大长度;
    容易知道贪心的解法不适用于此题,因为字符串的间隔有长有短,形成间隔的字符串长度不一定;
    这里可以用到一种动态规划的做法:
    dp[i][j] 表示前i个,修改j个字符,且第i个字符为c的最大长度;
    那么有:

      1. a[i]==c => dp[i][j]=dp[i-1][j]+1;
      1. a[i]!=c => dp[i][j]=dp[i-1][j-1]+1;

    这里的初始化条件比较容易出错,对于所有dp[i][0],根据a[i]==c决定dp[i][0]=dp[i-1][0]+1,还是dp[i][0]=0;

    单次求解的复杂度是O(N^2)的状态,O(1)的转移;(这里需要思考,为何不需要dp[1~(i-1)]所有状态进行转移)
    因为q的大小有10^6,直接应用显然不行。

    根据询问的数据范围,我们知道总共只有m*26种可能;
    我们直接枚举出所有的情况,用ans[i][j]表示可修改次数为i,字符为j的最大字符串长度,进行预处理的过程更新ans[i][j]即可。

    char str[N];
    int a[N];
    short dp[N][N][26];
    int ans[N][26];
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // insert code here...
        
        int n;
        cin >> n;
        cin >> (str + 1);
        
        
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            for (int j = 0; j < 26; ++j) {
                char c = 'a' + j;
                if (c == str[i]) {
                    dp[i][0][j] = dp[i - 1][0][j] + 1;
                }
                else {
                    dp[i][0][j] = 0;
                }
    
                for (int k = 1; k <= n; ++k) {
                    dp[i][k][j] = max(dp[i][k][j], dp[i][k - 1][j]);
                    if (c == str[i]) {
                        dp[i][k][j] = dp[i - 1][k][j] + 1;
                    }
                    else {
                        dp[i][k][j] = dp[i - 1][k - 1][j] + 1;
                    }
                    ans[k][j] = max(ans[k][j], (int)dp[i][k][j]);
                }
            }
        }
        int q;
        cin >> q;
        while (q--) {
            int t;
            char c;
            scanf("%d %c", &t, &c);
            printf("%d\n", ans[t][c - 'a']);
        }
        
        
        return 0;
    }
    

    题目4

    题目链接
    题目大意:
    n个大妈在广场上跳舞,假设每个大妈的影响区域是一个圆,广场是在二维的坐标系上;
    已知n个大妈分别在(x[i], y[i])的位置上,影响范围的半径是r[i];
    已知大妈的影响范围的圆,只会出现包含的情况,不会出现部分覆盖的情况,见图。

    现在希望把这些人分成到两个时间段(上半夜、下半夜), 要求被奇数个大妈覆盖到的面积尽可能的大,见图c1/c2/c3部分。


    输入
    n (1 ≤ n ≤ 1 000)
    ( - 10^6 ≤ xi, yi ≤ 10^6, 1 ≤ ri ≤ 10^6)

    题目解析:
    对于圆x和圆y,如果x被y包含,那么有x∈y;
    假设有n个点a[i],分别对应n个圆;对于x∈y,我们认为a[y]是a[x]的父节点;
    如果节点t没有父节点,我们新增点a[0],a[0]是a[t]的父节点;
    根据题目要求,没有圆相交,那么a[0 ~ n]的节点构成一棵树;
    假设根节点深度为1且面积为0,我们用红色和黑色对节点进行染色,规则如下:
    根节点为黑色;
    深度为1的节点为红色,深度为2的节点为红色;
    其余所有节点,如果父节点为红色/黑色,则当前节点为黑色/红色;
    题目要求的最大面积就是红色节点的面积。

    原理:对于任何一个非根的节点t,子树所有节点能覆盖的面积不会超过t的面积;
    所以把深度为1的所有节点分配到上半夜,剩下的所有的点都分配在下半夜;(剩下的点必然是红黑交错)

    简化代码:
    对于任何一个圆,求出其被覆盖的次数c[i];
    如果c[i]=0,sum += area(i);
    如果c[i]%2=1, sum += area(i);
    如果c[i]%2=0, sum -= area(i);

    题目看起来比较复杂, 附上完整代码(其实很短):

     ************************* 题解 ***********************/
    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    #include<stack>
    #include<map>
    #include<set>
    #include<queue>
    #include<deque>
    #include<string>
    #include<utility>
    #include<sstream>
    #include<cstring>
    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    
    typedef long long lld;
    const int N = 1511, M = 3010100, inf = 0x7fffffff;
    const lld llinf = 0x7fffffff7fffffffll;
    
    lld x[N], y[N], r[N];
    lld c[N];
    
    double dist(int i, int j) {
        return sqrtl((x[i] - x[j]) * (x[i] - x[j]) + (y[i] - y[j]) * (y[i] - y[j]));
    }
    
    #define M_PI        3.14159265358979323846264338327950288
    
    double area(int i) {
        return M_PI * r[i] * r[i];
    }
    
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // insert code here...
        int n;
        cin >> n;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            cin >> x[i] >> y[i] >> r[i];
        }
    
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            for (int j = 1; j <= n; ++j) {
                if (r[i] < r[j] && dist(i, j) <= r[j]) {
                    ++c[i];
                }
            }
        }
        
        double sum = 0;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            if (c[i] == 0) {
                sum += area(i);
            }
            else if (c[i] % 2 == 1) {
                sum += area(i);
            }
            else {
                sum -= area(i);
            }
        }
        printf("%.10f", sum);
        
        return 0;
    }
    

    总结

    题目1需要注意题目意思,读懂之后就很容易;
    题目2先考虑部分因素,比如说用数组a来简化和推理,用数组b验证;
    题目3动态规划非常实用这种需要连续做选择的题目,再根据题目的数据范围增加预处理;
    题目4用图论来辅助思考,思考过程能简化得非常清晰;

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