程序员进阶之算法练习(九十四)

题目1

题目链接
题目大意:
有n个整数组成的数组a,现在可以对数组a的元素任意打乱顺序,要求满足:
假设打乱后的数组是b,要满足:𝑏1+𝑏2=𝑏2+𝑏3=…=𝑏𝑛−1+𝑏𝑛=k
也就是相邻两个数字的和相同。

输入:
第一行,整数𝑡 表示t个样例 𝑡 (1≤𝑡≤100)
每个样例两行
第一行整数𝑛(2≤𝑛≤100)
第二行n个整数𝑎1,𝑎2,…,𝑎𝑛(1≤𝑎𝑖≤1e5).

输出:
每个样例一行,通过打乱顺序生成满足要求的数组,如果有解,则输出YES;如果无解,则输出NO;

Examples
input
5
2
8 9
3
1 1 2
4
1 1 4 5
5
2 3 3 3 3
4
100000 100000 100000 100000

output
Yes
Yes
No
No
Yes

题目解析:
将两两相邻的数字相加,a1+a2, a2+a3...
全部累加,得到(a1+a2)+(a2+a3)+(a3+a4)...
最终就是a1+2x(a2+a3+...+a[n-1])+an
这样只要枚举a1和an的值,就可以通过数组和sum,快速得到(a2+a3+...a[n-1])=sum-a1-an;
那么两数相加和k = (a1 + 2x(sum-a1-an) + an) / (n - 1);

a1是枚举,那么a2=k-a1,以此类推枚举a3,在这个过程中如果发现数组b不存在当前的数字,那么则无解。
但是走到这步的时候,发现了数组的规律: a1, k - a1, a1, k-a1
其实不用复杂计算,最终数组结果必然只有2个数字。
那么只需要统计数组a的元素,如果大于2个元素则必然无解。
只有1个元素,或者2个元素的数量相差不超过1,就有解。

class Solution {
    static const int N = 201010;
    int a[N];
public:
    void solve() {
        int t;
        cin >> t;
        while (t--) {
            int n;
            cin >> n;
            int sum = 0;
            map<int, int> h;
            vector<int> vec;
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                cin >> a[i];
                sum += a[i];
                h[a[i]]++;
                if (h[a[i]] == 1) vec.push_back(a[i]);
            }
            int ans = 0;
            if (vec.size() == 1) ans = 1;
            else if (vec.size() == 2) {
                if (abs(h[vec[0]] - h[vec[1]]) <= 1) ans = 1;
            }
            cout << (ans ? "YES" : "NO") << endl;
        }
    }
}
ac;

题目2

题目链接
题目大意:
有两个0、1组成的字符串s和t,长度分别为n和m;
如果字符串a满足
对所有的 all 𝑖=1,2,…,𝑘−1 ,有 𝑎𝑖≠𝑎𝑖+1,则可以认为字符串a是good;

现在允许在字符串s中任意位置插入若干次字符串t,问最终能否生成一个good的字符串;

输入:
第一行,整数𝑡 表示t个样例 𝑡 (1≤𝑡≤100)
每个样例3行
第1行整数𝑛 and 𝑚 (1≤𝑛,𝑚≤50 )
第2、3行分别是字符串s和t

输出:
每个样例一行,如果可以生成good字符串,则输出YES;否则输出NO;

Examples
input
5
1 1
1
0
3 3
111
010
3 2
111
00
6 7
101100
1010101
10 2
1001001000
10

output
Yes
Yes
No
No
No

题目解析:
按照题目要求,good字符串就是字符0和1交替的字符串,比如说10101或者0101;
那么字符串中如果存在00或者11,就表示不满足要求;

由于题目可以插入字符串t,那么首先对字符串t做同样的检查,要求不含有00和11;
字符串t要插入到字符串s中,且只会插入到00和11,那么必然字符串首尾必然相同,要么都是0、要么都是1;

字符串s如果仅存在00或者11,那么可以考虑插入符合要求的字符串t;
00只会插入首尾都是1的good字符串t;
11只会插入首尾都是0的good字符串t;

class Solution {
    static const int N = 201010;
public:
    void solve() {
        int t;
        cin >> t;
        while (t--) {
            int n, m;
            cin >> n >> m;
            string s, t;
            cin >> s >> t;
            int flag[2] = {0};
            for (int i = 1; i < n; ++i) {
                if (s[i] == s[i - 1]) flag[s[i] - '0'] = 1;
            }
            int ans = 0;
            if (flag[0] + flag[1] == 0) ans = 1;
            else if (flag[0] + flag[1] == 2) ans = 0;
            else {
                int sec[2] = {0};
                for (int i = 1; i < m; ++i) if (t[i] == t[i - 1]) sec[t[i] - '0'] = 1;
                if (sec[0] + sec[1] == 0 && t[0] == t[m - 1] && (flag[t[0] - '0']== 0)) {
                    // 不含00和11,并且头尾相同,并且互补
                    ans = 1;
                }
            }
            cout << (ans ? "YES" : "NO") << endl;
        }
    }
}
ac;

题目3

题目链接
题目大意:
有一堆石子,初始的时候有若干个;
有两个人在玩游戏,每个人轮流移除石子,每次可以移除a个石子或者b个石子,无法移除者失败;
假设两个都采用了理想最优策略,现在已知a和b,问最初的时候有多少个石子,能够保证后手者胜利。

输入:
第一行,整数𝑡 表示t个样例 𝑡 (1≤𝑡≤100)
每个样例一行,整数𝑎 and 𝑏 (1≤𝑎<𝑏≤100)

输出:
每个样例一行,输出初始化状态的石子数量𝑛 (1≤𝑛≤1e6 );

Examples
input
3
1 4
1 5
9 26

output
2
6
3

题目解析:
只要让先手者不能取,那么后手者胜利。
a>1,则直接n=1,先手无解;
a=1,则n=a+b,先手不管取a或者b,后手跟着取b或者a即可;

class Solution {
    static const int N = 201010;
    int a[N];
public:
    void solve() {
        int t;
        cin >> t;
        while (t--) {
            int x, y;
            cin >> x >> y;
            if (x > 1) cout << 1 << endl;
            else cout << x + y << endl;
        }
    }
}
ac;

题目4

题目链接
题目大意:
首先定义MEX,对于一个区间,这个区间内未出现过的最小正整数就是这个区间的MEX值;
[2,3,1,5,4]的MEX值就是6;

现在需要构造一个的整数数组,要求满足:
1、数组的元素是由1到n的排列组成;
2、数组所有的子区间,MEX值是素数的尽可能多;

输入:
第一行,整数𝑡 表示t个样例 𝑡 (1≤𝑡≤10000)
每个样例一行,整数𝑛 (1≤𝑛≤200000).

输出:
每个样例一行,输出1到n的n个整数。

Examples
input
3
2
1
5

output
2 1
1
5 2 1 4 3

题目解析:
根据题目的要求,如果某个区间中,数字1没有出现,那么必然MEX值为1,1不是素数;
那么1必然要被包括在区间内;

想要让区间的MEX为素数,那么这个区间内就不要包括某个素数,这里选择2和3;(因为最小,最容易满足)
只要2不出现在区间中,那么区间的MEX值必然为2;
比如说1xxx2,区间1x 1xx 1xxx都满足要求;

为了让结果尽可能大,应该要让数字均匀分布在1的左右两边;
形成 2 xxxx 1 xxxxx 3这样的布局,就可以让结果尽可能的多。

class Solution {
    static const int N = 201010;
    int a[N];
public:
    void solve() {
        for (int i = 2; i < N; ++i) {
            int m = sqrt(i) + 1, find = 0;
            for (int j = 2; j <= m && j < i; ++j) {
                if (i % j == 0) find = 1;
            }
            a[i] = !find;
        }
        int t;
        cin >> t;
        while (t--) {
            int n;
            cin >> n;
            if (n == 1) cout << "1" << endl;
            else if (n == 2) cout << "2 1" << endl;
            else {
                vector<int> ans;
                ans.push_back(2);
                for (int i = 0; i < (n - 3) / 2; ++i) ans.push_back(4 + i);
                ans.push_back(1);
                for (int i = (n - 3)/ 2; i < n - 3; ++i) ans.push_back(4 + i);
                ans.push_back(3);
                //            for (int i = 2; i <= n; ++i) if (!a[i]) ans.push_back(i);
                for (int i = 0; i < ans.size(); ++i) cout << ans[i] << " ";
                cout << endl;
            }
        }
    }
}
ac;

题目5

题目链接
题目大意:
有n个整数的数组,现在可以对数组进行操作:
1、选择某个位置的元素;
2、移除该元素;
3、如果该元素原来左右两边均有数字,那么这两个数字也会移除,合并成一个新的数字;(如果左右两边只有1个数字,则不会触发合并)
如下图所示:

现在想知道,经过若干次操作后,数组剩下一个元素时,这个元素最大值为多少?

输入:
第一行,整数𝑡 表示t个样例 𝑡 (1≤𝑡≤10000)
每个样例第一行整数𝑛 (1≤𝑛≤20000).
接下来n个整数 𝑐1,…,𝑐𝑛(−1e9≤𝑐𝑖≤1e9).

输出:
每个样例一行,输出结果的最大值。

Examples
input
3
6
-3 1 4 -1 5 -9
5
998244353 998244353 998244353 998244353 998244353
1
-2718

output
9
2994733059
-2718

题目解析:
这个题目最终实现不复杂,但是在分析过程踩了一下坑,这里特意做一个记录,简单回顾下出问题点。

最开始的思路:
简化题目,只考虑有正数的情况,是否有简单的策略:
每次会发生可能两个行为,数字移除+数字合并,数字移除会减少一个数字并影响最终的和,数字合并不会直接影响最终的和,但是仍然会对结果有影响,因为我们减少了一个可移除的数字选择;
比如说【10,5,1,5,10】这样的数组,当我们先选择1时,剩下【10, 10,10】,最终结果是20;如果只选择移除整数5,那么最终结果是21;
那么就不能采用简单的从最小开始移除的合并策略(尤其此时还没引入负数)。
观察区间的特性,我们知道对于每一个新增的数字,有两个选择:
1、直接移除,此时在最右边,原来区间不会发生任何事情;
2、原区间右边最右整数被移除,当前数字被进行合并;
根据两个选择可以得到对应的状态转移方案。

到这里整体思路还算清晰,但是出现一个问题,当进行决策1之后,该位置的数字必须全部摒弃。
那么每个位置应该有两个状态:
1、当前数字是被移除;(dp[i][0])
2、当前数字是保留的状态;(dp[i][1])
dp[i][0]可以由dp[i-1][1]转移,dp[i][1]可以由dp[i-1][0]转移,转移方程:
dp[i][0] = dp[i-1][1];
dp[i][1] = max(0LL, dp[i-1][0]) + a[i];

看着一切美好,但是在遇到下面这串样例的时候,问题就出现了:
5 -1 -2 -3 6

这里动态规划会出问题,因为当a[i]=6时,我们选择保留元素6,那么就会remove -3,结果就是-2和6合并了。
我们知道最优解是先选择数字-2,生成5 -4 6;再选择-4,得到结果11;
因为这里的决策无后效性并不满足。

舍弃动态规划,从题目的操作特性来分析,对于相邻的两个数字,必然不能融合。
奇数位置的数字,只能和奇数位置融合;
偶数位置的数字,只能和偶数位置融合;

那么是否可以做到任意奇数位置的整数都能融合?
首先,连续的奇数位置必然是可以融合,因为只间隔着1个数字,选择remove该整数即可;
对于不间断的奇数位置,我们只需考虑间隔1、2个整数的情况皆可,其他间隔情况都可以由这2个情况来推出。
间隔1个整数的情况,比如说 [1,-2,-2,-2,1],奇数位置整数是[1,-2,1],我们可以选择第一次remove最中间的-2,得到[1, -4, 1],再选择中间的整数-4,即可得到2;
间隔2个整数的情况,比如说 [1,-2,-2,-3,-3,-1,1],同样的操作,我们一直选择remove最中间的整数,由于每次我们remove1个整数,融合减少1个整数,最终一定会剩下[1, x, 1]这样的结果,也即是必然可以融合得到2;

那么这个题目就比较简单了,只需要考虑奇数位置、偶数位置上选择若干个整数,得到的最小和。

class Solution {
    static const int N = 201010;
    lld dp[N][2], a[N];
public:
    void solve() {
        int t;
        cin >> t;
        while (t--) {
            int n;
            cin >> n;
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                cin >> a[i];
//                if (i == 0) dp[0][1] = a[i];
//                if (i == 1) {
//                    dp[1][0] = dp[0][1];
//                    dp[1][1] = a[1];
//                }
//                if (i >= 2) {
//                    dp[i][0] = dp[i-1][1];
//                    dp[i][1] = max(0LL, dp[i-1][0]) + a[i];
//                }
//                ans = max(ans, dp[i][1]);
//                cout << i << " " << dp[i][0] << " " << dp[i][1] << endl;
            }
            if (n == 1) cout << a[0] << endl;
            else {
                lld ans[2] = {a[0], a[1]};
                for (int i = 2; i < n; ++i) {
                    if (a[i] < 0) ans[i%2] = max(ans[i%2], a[i]);
                    else {
                        ans[i%2] = max(a[i], ans[i%2] + a[i]);
                    }
                }
                cout << max(ans[0], ans[1]) << endl;
                
            }
            
        }
    }
}
ac;
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