2.4基本算法之分治 8463:Stupid cat & Doge

描述

动物园的规划和城市规划一样是个令人头疼的大问题。不幸的是,动物园规划师R.V.L.先生高估了小动物们的智商,他设计了一个极其复杂的动物园道路规划方案,如下图所示:

                                                                                                                                                                                                                                                                                           

动物园按照下述方法进行扩建:当动物园规模扩大之后,R.V.L.先生设计的解决方案是把与原来动物园结构一样的区域复制或旋转90度之后按照图中的方式建设在原来的动物园周围(即将原来的动物园复制一遍放在原动物园上方,将顺时针旋转90度后的动物园放在原动物园的左上方,将逆时针旋转90度后的动物园放在原动物园的左方),再用道路将四部分的首尾连接起来,即可提升动物园的等级。

容易看出,等级提升后的动物园仍然是由一条道路连接,等级为N的动物园共能容纳2^2N只小动物,每只小动物将被分配到唯一的一间房屋。对于任意等级的动物园,我们从左上角开始沿着唯一的道路走,按照道路为房屋标号,就能够得到每间房屋的编号了。

说了这么多,智商余额不足的Stupid cat和Doge早已晕头转向。他们想知道,如果城市发展到了一定等级,他俩各自所处的房屋之间的直线距离是多少。房屋之间的距离是指两座房屋中心点之间的距离,你可以认为每间房屋都是边长为10米的正方形。

输入
输入包含多组测试数据,第一行有一个整数 T 表示测试数据的数目。
每组测试数据包含一行用空格隔开的三个整数 N, S, D,表示动物园等级,Stupid cat分配到的房屋编号和Doge分配到的房间编号。
输出
对于每组测试数据,在单独的一行内输出答案,四舍五入到整数。
样例输入
3
1 1 2
2 16 1
3 4 33
样例输出
10
30
50
           传送门

这道题是很具有代表性的分治题,作为本章节的最后一题,也是非常烧脑

我就说说我的思路,分析这个图,题目也有解释,于是就按照它的意思分成4快,先找到CAT和DOG的家在哪一个小块,再把这个小块分成更小的四块,直到边界,每次确定后就加上行列确定坐标,注意4小快在整个大块中位置不一样,于是有了第三行的一个二维数组,最后用勾股定理算出距离

其实解题思路就这样,主要实现很不容易,具体见以下代码和每一个细节的注释


#include<cstdio>
#include<cmath>
long long am[5][2]={{0,0},{0,0},{0,1},{1,1},{1,0}};//标号1:不变;2:加列数;3:加行数;4:一起加;
long long n,a,b,N,x1,x2,y3,y2;
void ml(long long l,long long x,long long &y,long long &z)
{
	long long ax=y,bx=z;
	if(l==1)//块数1:左上对角线翻折
	{
		y=bx;
		z=ax;
	}
	if(l==4)//块数4:右上对角线翻折
	{
		long long k=pow(2,x);//行列各加边长的一半
		y=bx;
		z=ax;
		y=k-y-1;//注意减一
		z=k-z-1;
	}
}
void mzls(long long l,long long x,long long &y,long long &z)
{
	if(l==0)
		return;
	long long k=pow(2,2*(l-1)),i;
	for(i=1;i<=4;i++)//判断块数(标号)1  2
		if(k*i>=x)							   //4  3
			break;
	mzls(l-1,x-(i-1)*k,y,z);//分成下一级
	ml(i,l-1,y,z);
	y+=pow(2,l-1)*am[i][0];//不同块数行列需改变
	z+=pow(2,l-1)*am[i][1];
}
int main()
{
	scanf("%lld",&N);
	for(int i=1;i<=N;i++)
	{
		scanf("%lld%lld%lld",&n,&a,&b);
		x1=x2=y3=y2=0;
		mzls(n,a,x1,x2);
		mzls(n,b,y3,y2);
		long long ans=round(sqrt(pow((x1-y3)*10,2)+pow((x2-y2)*10,2)));//数学公式计算
		printf("%lld\n",ans);
	}


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