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IOI2022 部分题解

2022-08-27 23:11:50 By hydd

https://blog.hydd.cf/p/ioi2022/

Day2 T3 Thousands Islands 待填。

Catfish Farm

第 $i$ 列哪些鱼被抓住,只和第 $i$ 列堤的高度,以及 $i-1/i+1$ 列中较高堤的高度有关。

容易想到按列 dp,这样第 $i$ 列就有两种情况,较高的列是 $i-1/i+1$。

这个较高没有必要,仅仅多加了限制,所以可以每个 $i$ 自由选择 $i-1/i+1$,这样如果选的不是较高的答案只会更小。

我开始想的是,对于选择 $i-1$ 的,记录第 $i$ 列的高度;对于选择 $i+1$ 的,记录这列抓的鱼最高的高度。这样状态就表示算完了前 $i$ 列的答案,当前是选择 $i-1/i+1$。

其实不用这样,题目要求我们每一列选择一个堤的高度,就按照题目来,状态改为表示固定完了前 $i$ 列堤的高度,当前是选择 $i-1/i+1$。选择 $i+1$ 的答案在 $i+1$ 时再计算。

具体来说,记 $dp(i,j,0/1)$ 表示前 $i$ 列,堤恰好不覆盖这一列从下往上第 $j$ 条鱼,当前选择 $i+1/i-1$(当前列贡献 未计算/已计算)。对于前一列选当前列/这一列选前一列的,要算上增加的贡献。

https://qoj.ac/submission/44615

Prisoner Challenge

比较大小,容易想到在二进制下按位比较。$x$ 需要记录当前存的是第几位,当前位为 $\varnothing/A$ 的当前位的值是多少。

每次,如果当前记录的是 $A$,就拿 $B$ 这一位比较,如果相同跳到下一位,否则返回;记录的是 $\varnothing$,就把 $A$ 这一位记录进去。

这样次数太多(大概是 $3\log n$),但是用 $B$ 比较完相同后,你其实可以知道 $B$ 下一位的信息,把 $B$ 下一位信息存进去。可以发现,比较是按照位数 $B,A,B,A$ 交替,不需要记录里面存的是 $A/B$,现在只需要记录位数和当前位的值,大概是 $2\log n$。

一种思路是换进制,$k$ 进制应该是 $k\lceil\log_k n\rceil$,但还是不能通过。

二分和从高到低贪心填是几乎等价的。按照同样思路,可以改为每次把值域范围分成 $k$ 份,看是否在同一个值域区间,次数是 $f(n)=f(\lceil \frac n k\rceil)+k$,没区别。

题目保证了两个数不同,故如果当前数为 $1$ 或 $n$ 就直接返回,把剩下的范围再分成 $k$ 份,也就是 $f(n)=f(\lceil \frac {n-2} k\rceil)+k$。

把这个式子拿去 $dp$,对于不同的 $n$,$k$ 不固定,$f(n)=\min_k f(\lceil \frac {n-2} k\rceil)+k$,这样算出来 $f(5000)$ 恰好为 $20$。就按照 dp 出的方案选 $k$ 即可。

https://qoj.ac/submission/45397

Radio Towers

先考虑固定 $D$,对于选择的两个信号塔 $i,j$,中间要存在一个塔 $k$,$H_k\geq \max(H_i,H_j)+D$。

可以发现只有相邻的两个选择的信号塔才需要判断。

对每个 $i$,找到左右第一个 $k$,满足 $H_k\geq H_i+D$,分别记作 $L_i,R_i$。

$i,j$ 之间要有满足条件的塔,就要求 $R_i\leq L_j$($i,j$ 中较大的对应的位置一定满足 $k$ 的条件),也就是区间 $[L_i,R_i)$ 两两不交。

同理易证区间只会有包含和不交两种情况($D\geq 0$),对于两个位置 $i,j$,不妨假设 $H_i\geq H_j$,若 $R_i>L_j$,则区间 $[L_j,R_j)$ 都不满足条件,即 $R_i\geq R_j$。

不考虑询问的区间限制,$D$ 增加时,$L$ 只可能减小,$R$ 只可能增大,且根据证明,只有 $H$ 大的包含 $H$ 小的,故只会一些不是包含关系的区间变成了包含关系。

按照 $D$ 从小到大,每次把所有包含其它区间的区间全部删去(维护 $i$ 对应区间包含相邻某个的最小时刻),剩下的区间个数就是当前 $D$ 能选的数量。

有询问给定的区间限制 $l,r$ 时,把当前 $D$ 所有剩下的 $i$ 在 $[l,r]$ 内的个数求出来,但这样可能两边各少 $0/1$ 个区间(一个 $i$ 在 $[l,r]$ 内的,包含了一个在 $[l,r]$ 外的被删除了,实际上这个 $i$ 可以选)。

如果求出来的个数不为 $0$,看其中最小的 $L$ 和最大的 $R$,看 $[l,L),(R,r]$ 内是否还能选。要求区间内 $x\lt y,H_x-H_y$(或 $H_y-H_x$)的最大值,类似于 $ST$ 表的方法预处理即可。

https://qoj.ac/submission/45344

Digital Circuit

必须有一个叶子节点到根一路都是黑色,但是直接计数会算重

要每一种方案对应唯一的叶子节点(相当于添加了限制条件)。

树的形态固定,由于根节点为黑色,说明儿子里至少有 $p$(参数)个是黑色,那么选择其中的第 $p$ 个黑色儿子,往下走。

最终会走到一个叶子节点,则设这种方案对应这个叶子节点。

现在考虑每个叶子节点 $x$,算对应到它的方案的数量。首先它到根的都必须是黑色,此外其它点的参数毫无关系,因为固定其它点的参数后其它点的颜色固定后,要求对应到的是 $x$,则 $x$ 到根路径的所有的参数是唯一确定的。

对每个叶子节点预处理出到根路径外的点的参数选择的方案数。线段树支持区间取反操作,维护所有黑色叶子节点的方案数之和即可。

https://qoj.ac/submission/45436

Rarest Insects

把不同的数放在不同的列,这个东西很像一个柱形图(?)

一种思路是每次删掉一行(删掉所有出现过的数各一次,需保证数量始终为 $1$),次数是行数(最多数出现次数)$\times n$。

另一种思路是每次删掉一列(删掉某种数的所有出现,需保证数量每次必须加 $1$),次数是列数(数字种数)$\times n$。

两种各做 $\sqrt n$ 次后一定能删完(数字总数为 $n$)。这样是 $O(n\sqrt n)$ 次。没什么优化空间。

第一种思路其实可以扩展成每次删掉 $r$ 行,需保证数量始终不超过 $r$ 即可。

求出数字种类数 $c$。考虑二分答案(上界 $\frac nc$),用第一种思路来 check 当前答案 $mid$,是 $O(n\log n)$ 次。

这个可以继续优化,如果 check 成功了(加入了 $mid\times c$ 个数),已经加入的数之后就不需要加了;如果 check 失败了,未加入的数之后也不可能加。

这样每次数量接近减半(有个上取整),次数共 $2n$ 左右。再加上外面求种类数的 $n$,总次数 $3n$ 左右。

这样一交得了 99.89 分,再加点优化,比如已经达到 $mid\times c$ 之后的就不需要尝试加入了,再 shuffle 一下序列防止被卡,就通过了。

不知道有没有不用随机化严格在 $3n$ 内的做法?

https://qoj.ac/submission/45454

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