codevs 3342 绿色通道
难度等级:黄金
题目描述 Description

《思远高考绿色通道》(Green Passage, GP)是唐山一中常用的练习册之一,其题量之大深受lsz等许多oiers的痛恨,其中又以数学绿色通道为最。2007年某月某日,soon-if (数学课代表),又一次宣布收这本作业,而lsz还一点也没有写……

高二数学《绿色通道》总共有n道题目要写(其实是抄),编号1..n,抄每道题所花时间不一样,抄第i题要花a[i]分钟。由于lsz还要准备NOIP,显然不能成天写绿色通道。lsz决定只用不超过t分钟时间抄这个,因此必然有空着的题。每道题要么不写,要么抄完,不能写一半。一段连续的空题称为一个空题段,它的长度就是所包含的题目数。这样应付自然会引起马老师的愤怒。马老师发怒的程度(简称发怒度)等于最长的空题段长度。

现在,lsz想知道他在这t分钟内写哪些题,才能够尽量降低马老师的发怒度。由于lsz很聪明,你只要告诉他发怒度的数值就可以了,不需输出方案。(快乐融化:那么lsz怎么不自己写程序?lsz:我还在抄别的科目的作业……)

输入描述 Input Description

第一行为两个整数n,t,代表共有n道题目,t分钟时间。

以下一行,为n个整数,依次为a[1], a[2],... a[n],意义如上所述。

输出描述 Output Description

仅一行,一个整数w,为最低的发怒度。

样例输入 Sample Input

17 11

6 4 5 2 5 3 4 5 2 3 4 5 2 3 6 3 5

样例输出 Sample Output

3

数据范围及提示 Data Size & Hint

60%数据 n<=2000

100%数据 0<n<=50000,0<a[i]<=3000,0<t<=100000000

最小化最大值——二分

很明显的一个DP

每次二分最长空题段,判断mid

方法一:朴素的DP

令f[i]表示抄第i道题所花费的最小时间

状态转移方程:f[i]=min(f[j])+time[i]    max(0,i-mid-1)<=j<=i-1

初始化:f数组极大值,f[0]=0

时间复杂度:n²

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define N 50001
using namespace std;
int n,t,l,r,mid,ans,f[N],a[N];
inline bool check(int k)
{
memset(f,,sizeof(f));
f[]=;
for(int i=;i<=n;i++)
for(int j=max(i-k-,);j<i;j++)
f[i]=min(f[i],f[j]+a[i]);
int tmp=0x7fffffff;
for(int i=n-k;i<=n;i++) tmp=min(tmp,f[i]);
if(tmp<=t) return true;
return false;
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&t);
for(int i=;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
l=,r=n;
while(l<=r)
{
mid=l+r>>;
if(check(mid)) {ans=mid;r=mid-;}
else l=mid+;
}
printf("%d",ans);
}

结果:codevs 3342 绿色通道-LMLPHP

方法二:线段树优化DP

用线段树维护区间最小值,就可以直接查询[i-mid-1,i-1]内的最小值

时间复杂度:log n (二分)*n(枚举每道题)*(log n+log n)(区间查询+单点修改)= 2*n*log²n

结果:codevs 3342 绿色通道-LMLPHP

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#define N 50001
#define INF 100000010
using namespace std;
int n,t,ql,qr,mid,ans,f[N],a[N];
struct node{int l,r,key;}tr[N*];
inline int read()//读入优化
{
int x=;char c=getchar();
while(c<''||c>'') c=getchar();
while(c>=''&&c<='') {x=x*+c-'';c=getchar();}
return x;
}
inline void begin(int k,int l,int r)//初始化
{
tr[k].key=INF;
if(l==r) return;
int mid=l+r>>;
begin(k<<,l,mid);
begin((k<<)+,mid+,r);
}
inline int query(int k,int opl,int opr)//区间查询
{
if(tr[k].l>=opl&&tr[k].r<=opr) return tr[k].key;
int mid=tr[k].l+tr[k].r>>;
{
int ll=INF;if(opl<=mid) ll=query(k<<,opl,opr);
int rr=INF;if(opr>mid) rr=query((k<<)+,opl,opr);
return min(ll,rr);
}
}
inline void change(int k,int x,int y)//单点修改
{
if(tr[k].l==tr[k].r) {tr[k].key=min(tr[k].key,y);return;}
int mid=tr[k].l+tr[k].r>>;
if(x<=mid) change(k<<,x,y);
else change((k<<)+,x,y);
tr[k].key=min(tr[k<<].key,tr[(k<<)+].key);
}
inline bool check(int k)
{
begin(,,n);
change(,,);
for(int i=;i<=n;i++)
{
int p=query(,max(,i-k-),i-);
change(,i,p+a[i]);
}
int tmp=0x7fffffff;
if(query(,n-k,n)<=t) return true;
return false;
}
inline void build(int k,int l,int r)//建树
{
tr[k].l=l;tr[k].r=r;
if(l==r) return;
int mid=l+r>>;
build(k<<,l,mid);
build((k<<)+,mid+,r);
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&t);
for(int i=;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
build(,,n);
ql=,qr=n;
while(ql<=qr)
{
mid=ql+qr>>;
if(check(mid)) {ans=mid;qr=mid-;}
else ql=mid+;
}
printf("%d",ans);
}

方法三:单调队列优化DP

假设有一段长度为mid的滑动窗口,每次这个窗口可以框住长为mid的一段数

我们需要的是长为mid的一段数里最小的那一个,所以可以维护一个单调上升的队列,这样每次直接取出队首就好了。

为什么要维护单调递增的队列?

因为如果这个数比前一个大,当窗口移过前一个数时,这个数可能成为最小的

如果这个数比前一个小,这个数的前一个一定不如这个优,所以删去大的

所以这就需要维护2个数组,1个存储队列中元素的在原序列中的位置(即第几道题),1个存储所需时间

如何维护这个队列的单调性?

1、数必须在窗口范围内,假设当前要计算第i个,那么可以更新它的范围是[i-mid-1,i-1],所以如果当前队首位置<i-mid-1,就让其出队

2、单调递增,如果第抄第i-1道题所需时间比当前的队尾时间少,就让队尾出队

3、在确定位置插入i-1的信息

4、用队首信息更新当前点信息

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define N 50001
using namespace std;
int n,t,head,tail,a[N],f[N],q[N],id[N],l,r,mid,ans;
//a存储抄每道题所需时间,f抄第i道题的最少时间,q单调队列数组,存储所需时间,id单调队列数组,存储题目编号
inline bool check(int k)
{
memset(q,,sizeof(q));
memset(f,,sizeof(f));
memset(id,,sizeof(id));
head=tail=;
//队列采取左闭右开式,有效范围为[head,tail-1]
for(int i=;i<=n;i++)
{
while(id[head]<i-k-&&head<tail) head++;//队首题目编号不在可以更新i的范围内,出队
while(f[i-]<q[tail-]&&head<tail) tail--;//不满足单调性,出队
q[tail]=f[i-];//入队
id[tail]=i-;
tail++;
f[i]=q[head]+a[i];
}
int tmp=0x7fffffff;
for(int i=n-k;i<=n;i++) tmp=min(tmp,f[i]);
if(tmp<=t) return true;
return false;
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&t);
for(int i=;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
l=,r=n;
while(l<=r)
{
mid=l+r>>;
if(check(mid)) {ans=mid;r=mid-;}
else l=mid+;
}
printf("%d",ans);
}

结果:codevs 3342 绿色通道-LMLPHP

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