P6033. [NOIP2004 提高组] 合并果子 加强版题解

自定义read函数和桶排序

知识点介绍:

桶排序:

桶排序的思想是若待排序的值在一个明显有限范围内(整型)时,可设计有限个有序桶,待排序的值装入对应的桶(当然也可以装入若干个值),桶号就是待排序的值,顺序输出各桶的值,将得到有序的序列。
例:输入n个0到100之间的整数,由小到大排序输出。
【程序实现】

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#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
	int b[101],n,k;
	memset(b,0,sizeof(b));		//初始化
	cin >> n;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		cin >> k; b[k]++;		//将等于k的值全部装入第k桶中
	}
	for(int i=0;i<=100;i++)		//输出排序结果
	{
		while(b[i]>0)			//相同的整数,要重复输出
		{
			cout << i << " "; 
			b[i]--;				//输出一个整数后,个数减1
		}
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

运行结果
样例输入:

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2 3 1 2 4 55 3 55 3 2

样例输出:

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1 2 2 2 3 3 3 4 55 55

read()函数

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//read 函数在处理大量整数输入时,由于其简单的实现和直接的字符读取,性能更优。
void read(ll &x){ 
	int f=1;x=0;char s=getchar();
	while(s<'0'||s>'9')
	{
		if(s=='-')
			f=-1;
		s=getchar();
	}
	while(s>='0'&&s<='9')
	{
		x=x*10+s-'0';
		s=getchar();
	}
	x*=f;
} 

Hydro题目:

题目背景

本题除【数据范围与约定】外与 P1090 完 全 一 致

题目描述

在一个果园里,多多已经将所有的果子打了下来,而且按果子的不同种类分成了不同的堆。多多决定把所有的果子合成一堆。
每一次合并,多多可以把两堆果子合并到一起,消耗的体力等于两堆果子的重量之和。可以看出,所有的果子经过(n−1)次合并之后, 就只剩下一堆了。多多在合并果子时总共消耗的体力等于每次合并所耗体力之和。
因为还要花大力气把这些果子搬回家,所以多多在合并果子时要尽可能地节省体力。假定每个果子重量都为 1,并且已知果子的种类数和每种果子的数目,你的任务是设计出合并的次序方案,使多多耗费的体力最少,并输出这个最小的体力耗费值。
例如有 3 堆果子,数目依次为 1, 2, 9。可以先将 1、2堆合并,新堆数目为 3,耗费体力为 3。接着,将新堆与原先的第三堆合并,又得到新的堆,数目为 12,耗费体力为 12。所以多多总共耗费体力为 3+12=15。可以证明 15 为最小的体力耗费值。
输入格式
输入的第一行是一个整数 n,代表果子的堆数。
输入的第二行有 n 个用空格隔开的整数,第 i 个整数代表第 i 堆果子的个数 ai。
输出格式
输出一行一个整数,表示最小耗费的体力值。
输入数据 1

1
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3 
1 2 9 

输出数据 1

1
15

提示 【数据规模与约定】
本题采用多测试点捆绑测试,共有四个子任务。
Subtask 1(10 points):1≤n≤8。
Subtask 2(20 points):1≤n≤10^3。
Subtask 3(30 points):1≤n≤10^5。
Subtask 4(40 points):1≤n≤10^7。
对于全部的测试点,保证 1≤ai≤10^5。
【提示】

  • 请注意常数因子对程序效率造成的影响。
  • 请使用类型合适的变量来存储本题的结果。
  • 本题输入规模较大,请注意数据读入对程序效率造成的影响。

题解:

思路:

这道题很有意思,也很清真。贪心思路想必大家都已经了解了,就是每一次选取最小的两堆果子进行合并,但是我们怎么选取呢?优先队列确实是一种比较优秀的解法,但是他还不够优秀,这里要求是O(n)的算法。我们回归问题的本质,我们还是要选取最小的两堆果子,最清真、最自然的方式显然是排序了吧。先排序,选取最小的两堆果子,然后合并,插入。但是插入的效率太低了,我们想要优化。我们可以把这些需要插入的点用一个队列存储起来,首先这些需要插入的点肯定会越来越大 显然 , 这相当于延迟插入。当我们目标插入点就是我们当前最小的那一堆的时候,我们就把他插入进来。以上是精神,代码写出来大概就是,桶排,建立两个队列,排序结果放进第一个当中,合并结果放在第二个当中,每次选从两个队列队头选取比较小的合并。——洛谷题解

个人代码:

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#include "bits/stdc++.h"
using namespace std;
using ll = long long;
const int N = 100010; //100005

queue<ll> q1,q2;
ll n,to[N],ans;

//read 函数在处理大量整数输入时,由于其简单的实现和直接的字符读取,性能更优。
void read(ll &x){ 
	int f=1;x=0;char s=getchar();
	while(s<'0'||s>'9')
	{
		if(s=='-')
			f=-1;
		s=getchar();
	}
	while(s>='0'&&s<='9')
	{
		x=x*10+s-'0';
		s=getchar();
	}
	x*=f;
} 

int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0),cout.tie(0);
	read(n);
    //桶排序-Begin
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		ll a;
		read(a);
		to[a]++;
	}
	for(int i=1;i<=N-10;i++)
	{
		while(to[i]>0)
		{
			to[i]--;
			q1.push(i);
		}
	}
    //桶排序-End
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		ll x,y;
		if((q1.front()<q2.front() && !q1.empty()) || q2.empty())
		{
			x = q1.front();
			q1.pop();
		}
		else
		{
			x = q2.front();
			q2.pop();
		}
		if((q1.front()<q2.front() && !q1.empty()) || q2.empty())
		{
			y = q1.front();
			q1.pop();
		}
		else
		{
			y = q2.front();
			q2.pop();
		}
		ans += x+y;
		q2.push(x+y);
	}
	cout << ans;
	return 0;
}

参考资料

信息学奥赛一本通(第五版)—— 董永建(P196:桶排序)

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