Codeforces 505E Mr. Kitayuta vs. Bamboos (贪心,二分答案,堆)

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题意

\(n\)根竹子,竹子\(i\)初始高度为\(h_i\),每天晚上会长高\(a_i\)

每天白天,你可以选择\(k\)根竹子(同一根竹子在同一个白天可以多次选择),把他们的高度减少\(p\),若竹子当前高度\(-p\)\(<0\),则竹子高度变为\(0\)

最小化\(m\)天后最高的竹子的高度。

题解

首先最小化最大的...这种问题,显然可以用二分答案。

二分\(m\)天后最高的竹子的高度\(H\),然后问题就变成了判定性问题:是否存在一种方案,使得\(m\)天后竹子高度都\(\le H\)

考虑怎么解决这个判定性问题。

如果按照题意一天一天模拟,就需要考虑把竹子高度减\(p\)\(<0\)的情况,会比较麻烦。

所以我们尝试倒着模拟这一过程。

即:竹子初始高度都设为\(H\),每根竹子每天会减少\(a_i\)的高度,然后你可以选择\(k\)根竹子,把它们“拔高”\(p\)。问\(m\)天后竹子高度是否都\(\ge h_i\)

此时你必须保证竹子减少\(a_i\)的高度后不会\(<0\)

这样就好做了。我们用一个堆维护 当前状态下继续减少高度而不“拔高”,第\(m\)天结束后竹子高度会\(<h_i\)的竹子 一直减少高度 多少天后的高度会\(<0\)

(不理解这句话可以尝试看代码理解)

每次取出最快\(<0\)的竹子,对它“拔高”即可。注意中间可能会出现无论怎么“拔高”还是会\(<0\)的竹子,此时直接返回错误即可。

最后判断堆是否为空即可,因为堆中维护的是\(m\)天后竹子高度会\(<h_i\)的竹子,所以堆空即代表所有竹子高度都\(\ge h_i\)

时间复杂度\(O((n+mk)\log n\log mx)\),其中\(mx\)表示\(\max\limits_{1\le i\le n} h_i+a_im\)(二分的上界)。

代码

Code

#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cstring>
#include <algorithm>
int read(){
    register int x = 0;
    register char f = 1, ch = getchar();
    for (; !isdigit(ch); ch = getchar()) if (ch == '-') f = 0;
    for (; isdigit(ch); ch = getchar()) x = (x << 1) + (x << 3) + (ch ^ '0');
    return f ? x : -x;
}
int n, m, k, c[100005];
long long p, a[100005], h[100005], l = 0, r, mid, ans;
struct node{
    int day, id;  // 表示当前状态下(二分的高度+c[id]*p)day+1天后竹子id的高度会<0
    bool operator < (const node &b) const {  // 默认大根堆,所以重载<时写的是>
        return day > b.day;
    }
};
struct Heap{  // 用algorithm中的堆相关的算法封装实现。
    node h[200005];
    int sz;
    void clear(){ sz = 0; }
    bool empty(){ return !sz; }
    void push(node x){ h[++sz] = x, std :: push_heap(h + 1, h + 1 + sz); }
    node pop(){ return std :: pop_heap(h + 1, h + 1 + sz), h[sz--]; }
    node top(){ return h[1]; }
}H;
bool check(long long x){
    H.clear(), memset(c, 0, sizeof c); // c[i]表示竹子i被“拔高”了几次
    for (register int i = 1; i <= n; ++i)
        if (x - a[i] * m < h[i]) H.push((node){x / a[i], i});  // 初始堆的状态
    for (register int i = 1; !H.empty() && i <= m; ++i)  // i表示倒着的第几天
        for (register int j = 1; !H.empty() && j <= k; ++j){ // 拔高k根竹子
            node u = H.pop();
            if (u.day < i) return 0;  // 无论怎么“拔高”都不能满足条件
            ++c[u.id];  // “拔高”
            if (x + c[u.id] * p - a[u.id] * m < h[u.id])  // 还是不满足条件,就插入堆中
                H.push((node){(x + c[u.id] * p) / a[u.id], u.id});
        }
    return H.empty();
}
int main(){
    n = read(), m = read(), k = read(), p = read();
    for (register int i = 1; i <= n; ++i)
        h[i] = read(), a[i] = read(), r = std :: max(r, h[i] + a[i] * m);  // 二分上界
    while (l <= r) check(mid = l + r >> 1) ? ans = mid, r = mid - 1 : l = mid + 1;
    printf("%lld", ans);
}

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