程序员进阶之算法练习(四十一)

正文

题目1

题目链接
题目大意:
有一个由数字0、1组成的字符串,长度为n;
现在需要将其切分成若干段,要求每一段0和1的数量是不相同的。
比如说1, 101, 0000是不一样的,01, 1001, 111000是相同的。

问最少需要分成几段?

输入:
第一行,𝑛 (1≤𝑛≤100)
第二行,数字0、1组成的字符串;

输出:
第一行,数字m,表示分成m段。
接下来m行,每行包括一个切分出来的字符;(按照原字符串从左到右的顺序输出)

Examples
input
1
1
output
1
1
input
2
10
output
2
1 0

题目解析:
字符串组成只有0和1,最终的结果只有0的个数和1的个数相同,和不相同两种可能;
不相同,则直接满足题意;
相同的话,则切分出来第一个字符,剩下的字符串肯定0和1的数量不同。

    int n;
    char str[1111];
    cin >> n;
    cin >> str;
    int x = 0, y = 0;
    for (int i = 0; i < strlen(str); ++i) {
        if (str[i] == '0') {
            ++x;
        }
        else {
            ++y;
        }
    }
    
    if (x != y) {
        cout << 1 << endl;
        cout << str << endl;
    }
    else {
        cout << 2 << endl;
        cout << str[0] << " " << str + 1 << endl;
    }

题目2

题目链接
题目大意:
给出n个数字,用n个数字拼成一个环,要求每个数字比相邻数字之和要小。

1,4,5,6,7,8这几个数字,左边是分配是合理的,右边的分配是不合理的

输入:
第一行,𝑛 (3≤𝑛≤10^5)
第二行,n个数字 𝑎1,𝑎2,…,𝑎𝑛 (1≤𝑎𝑖≤10^9)

输出:
如果无解输出"NO";
如果有解则输出"YES",接下来一行输出n个数字,第1个和第n个认为是相连的。

Examples
input
3
2 4 3
output
YES
4 2 3
input
5
1 2 3 4 4
output
YES
4 4 2 1 3
input
3
13 8 5
output
NO

题目解析:
当某个数字很大的时候,比任意两个数字的和都大时,无解;
从题目的条件来看,数字越大则越难分配,数字越小则容易分配,数字最小的数肯定可以满足题目要求。

因为题目的数字是无序的,可以先对数字进行一个排序。(假如是从大到小)
我们先拿出一个最大的数字a[0],将a[1]和a[2]分配到a[0]的两侧:

    a[0]
   /    \
 a[1]  a[2]

如果a[0]>=a[1]+a[2],则无解。
因为a[1]<a[0],所以a[1]肯定满足条件。

按照上面的思路,可以每次拿出两个数字,填充到两侧。
最后将两侧的数据串联起来,则形成一个环。

只要满足a[0]<a[1]+a[2],则整个环都会满足题目的要求。

实现的过程,可以用deque(双端队列来模拟这个过程)

    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> a[i];
    }
    sort(a, a + n);
    if (a[n - 1] >= a[n - 2] + a[n - 3]) {
        cout << "NO" << endl;
    }
    else {
        cout << "YES" << endl;
        bool isBack = 0;
        for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
            if (isBack) {
                q.push_back(a[i]);
            }
            else {
                q.push_front(a[i]);
            }
            isBack = !isBack;
        }
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            cout << q.front() << " ";
            q.pop_front();
        }
        cout << endl;
    }

题目3

题目链接
题目大意:
有n个数字组成的数组𝑎1, 𝑎2, ..., 𝑎𝑛;
找到一个数字a[k],k尽可能的小,并且满足:
1、a[k]比k往左边x个数字小;
2、a[k]比k往右边y个数字大;

输入:
第一行, 𝑛, 𝑥 and 𝑦 (1≤𝑛≤100000, 0≤𝑥,𝑦≤7)
第二行,n个数字,𝑎1, 𝑎2, ..., 𝑎𝑛 (1≤𝑎𝑖≤1e9),;

输出:
满足要求的,最小的索引k;(题目保证数据存在)

Examples
input
10 2 2
10 9 6 7 8 3 2 1 4 5
output
3

题目解析:
x/y数据范围较小,直接遍历判断,注意边界情况处理。

    int n, x, y;
    cin >> n >> x >> y;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> a[i];
    }
    
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        bool ok = 1;
        for (int j = i + 1; j <= i + y && j < n; ++j) {
            if (a[j] <= a[i]) {
                ok = 0;
            }
        }
        for (int j = i - 1; j >= i - x && j >= 0; --j) {
            if (a[j] <= a[i]) {
                ok = 0;
            }
        }
        if (ok) {
            cout << i + 1  << endl;
            return 0;
        }
    }

题目4

题目链接
题目大意:
有一朵睡莲漂浮在水面上,睡莲超过水面距离为H;
随着河水的流动,睡莲刚好触碰水面,此时睡莲的移动距离为L;
已知睡莲的根部为A点。
问,水的深度是多少;

输入:
两个整数 𝐻 and 𝐿 (1≤𝐻<𝐿≤1e6)

输出:
水的深度,误差不超过10^-6。

Examples
input
1 2
output
1.5000000000000

题目解析:
设 x 为湖的深度。
(x + h)^2 = (x^2 + L^2)
x^2 + 2xh + h^2 = x^2 + L^2
2xh + h^2 = L^2
x = (L^2 - h^2) / 2h;

输出的参数可以为%.7f,保证误差不超过10^-6。

    float h, l;
    cin >> h >> l;
    printf("%.7f", (l*l - h*h) / 2.0 / h);

题目5

题目链接
题目大意:
MP3文件是一个个整数组成,假设是n个非负整数;
数组中假如有K个不同的整数,那么每个数字需要𝑘=⌈log2𝐾⌉的bits来存储,那么整个文件需要的体积是n𝑘;

为了压缩MP3文件,我们可以选择两个数字l和r(l<r),然后对数组进行处理,如果数字在[l, r]中间则保持不变,小于l则变为l,大于r则变为r;
容易知道,改变的数字越多,MP3的音质则会越差。
现在已知硬盘上的空间有Ibytes(1byte=8bits),现在想知道最少改变多少个数字,可以使得该文件可以放置到硬盘;

输入:
第一行是两个整数 𝑛 and 𝐼 (1≤𝑛≤4⋅1e5, 1≤𝐼≤1e8)
第二行是n个整数 𝑎𝑖 (0≤𝑎𝑖≤1e9)

输出:
一个数字,表示最少的文字修改个数。

Examples
input
6 1
2 1 2 3 4 3
output
2
input
6 2
2 1 2 3 4 3
output
0

题目解析:

遍历一遍数组,我们可以知道K,然后计算得到k,最后计算体积nk;
如果体积不够,则我们需要改变数字;
按照题目的规则,我们改变的肯定是数组中最小或者最大的元素,数字的先后顺序没有意义,我们将数字进行一个排序;

由体积来反推,当我们知道Ibytes的总体积之后,我们可以估算出每个字的平均体积是(I*8/n);
根据题意,我们知道数组中最多能有2^(I*8/n)个不同的数字,因为I比较大,这里为了避免超过int,我们可以认为最多有100w个不同的数字;

这样,当数组排好序之后,我们也知道数组中存在K个不同的数字,那么可以先预处理出每个数字的个数,然后枚举k个连续的不同数字的起始坐标x,在(x, x+K)之内的数字个数。

整体的时间复杂度是O(NlogN),耗时主要是排序。

注意:
TLE 一次,用了cin;改为scanf可以避免;(因为数字都很大,用cin耗时比较长)
RE 一次,判断数组长度时候没有用vec.size,而是用了n;


    int n, m;
    cin >> n >> m;
    int k = pow(2, min(20, m * 8 / n));
    // k different numbers
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int t;
        scanf("%d", &t);
        cnt[t]++;
        if (cnt[t] == 1) {
            vec.push_back(t);
        }
    }
    sort(vec.begin(), vec.end());
    int sum = 0, maxSum = 0;
    for (int i = 0; i < vec.size() && i < k; ++i) {
        sum += cnt[vec[i]];
    }
    maxSum = sum;
    for (int i = k; i < vec.size(); ++i) {
        sum += cnt[vec[i]] - cnt[vec[i - k]];
        maxSum = max(maxSum, sum);
    }
    cout << n - maxSum << endl;

总结

这次思考题较多,还有很明显的数学题;
整体的代码量很少,非常适合动脑思考🤔。

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