纪中OJ 01.25【NOIP提高组】模拟 B 组 T2 数字对

声明


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  Description

    小 H 是个善于思考的学生,现在她又在思考一个有关序列的问题。 
    她的面前浮现出一个长度为 n 的序列 {ai},她想找出一段区间 [L, R] (1 <= L <= R <= n)。
    这个特殊区间满足,存在一个 k (L <= k <= R),并且对于任意的 i (L <= i <= R),ai 都能被 ak 整除。这样的一个特殊区间 [L, R] 价值为 R - L。
    小H想知道序列中所有特殊区间的  最大价值 是多少,而有多少个这样的区间呢?这些区间又分别是哪些呢?你能帮助她吧。
 

 

  Input

    第一行,一个整数 n.
    第二行,n 个整数,代表 ai.
 

 

  Output

    第一行两个整数,num 和 val,表示价值最大的特殊区间的个数以及最大价值。
    第二行 num 个整数,按升序输出每个价值最大的特殊区间的 L.
 

 
 
  Sample Input
 
    输入1:
     5
     4  6  9  3  6
 
    输入2:
     5
     2  3  5  7  11
 

 
  Sample Output
    
    输出1:
     1  3
     2
 
    输出2:
     5  0
     1  2  3  4  5
 

 

  Data Constraint

    30%: 1 <= n <= 30 , 1 <= ai <= 32.
    60%: 1 <= n <= 3000 , 1 <= ai <= 1024.
    80%: 1 <= n <= 300000 , 1 <= ai <= 1048576.
    100%: 1 <= n <= 500000 , 1 <= ai < 2 ^ 31.
 

 
  分析:
    
    看到了最大价值,即求最优解,脑海中立马想到了:贪心、dp、优化的搜索(或暴力)和 二分答案 。显然,此题是在序列中操作,数据范围大,贪心条件不满足,明显的二分答案!!!
    于是用二分答案求出序列的最大长度,但如何判断答案 mid 的可行性和计算序列个数与开头位置呢?
 
    这样,问题就转化成如何判断某个区间是否存在:对于任意的 i (L <= i <= R),ai 都能被 ak 整除 了。
    显然,搜索是最普遍的选择,那这里我就讲讲搜索的优化方案:
 
    或许你们会问:不仅要询问每个区间(O(n)),又要找出其中有没有 ak 存在(O( n2)),时间复杂度不是 n吗,怎么过???
 

 
  优化方案:
  
    优化一:
 
      对于任意的 i (L <= i <= R),ai 都能被 ak 整除 中的 ak,是很好求出来的,就是区间几个数的最大公约数(gcd),在询问前预处理一下,线上调用即可。
      但是,对于一般的预处理(除前缀和和其他玄学预处理外),复杂度都是O(n2)的,一样过不了(哭笑不得~)。。。
 

      但是,在序列的维护中,自然想到 线段树、树状数组、rmq 啦~(对于前两项此题应该也能维护 gcd 吧?!~)
      我们了解过的 rmq 都是维护最大最小值的,以其速度快,范围广而出名。此题,一样可以维护区间的 gcd
 
      举个栗子:  4  6  9
      若已求出前两个数的 gcd 为2(rmq[1,1]=2),后一个数的 gcd 为 9(rmq[3,0]=a[3]=9),那区间的 gcd 就是 gcd(2,9)=1 啦~
 
      预处理时间复杂度降到 O(n log2 n)啦,在搜索时直接 O(1)的复杂度就能算出区间最小公约数(和 rmq 求最大最小值一样的,换成 gcd 了而已)。
 
    优化二:
      
      通过优化一算出区间的 ak 后,我们就要开始找区间内有没有这个 ak 了~
 
      然而我们发现,每个区间的搜索 O(n)不可省,而找 ak 又要 O(n),那岂不是 O(n2)吗(虽然达不到,但也接近了,加上预处理和二分答案等,绝对过不了)
      于是进一步优化:
 
      毕竟我们只找一个数 ak,很容易想到出现一个数就在 flag 数组打个标记,找有没有 ak 时直接判断 flag[ak] 是否打过标记就行了。
      而区间的移动一次的话,就 O(1)把新的那个数打一个标记,把出区间的那个删掉标记即可~
 
      此过程时间复杂度将至 O(1),效率极高,是在某个区间搜某些数时的常用方法,可以经常拿来用。
 
    优化三:
      光有优化二是不行的,因为它用空间换时间,会 MLE 的。(毕竟 ak 可达 20 多亿,数组开得了那么多吗???)
      所以,在用了优化二后,常常用这种方法解决空间问题:哈希表~(它俩基本绑定了,哈希是利用无用的空间存有用的数。不会的自己学,不必多说)
 
      但是,这里的哈希有三种模式: 1. 查询某数在哈希表中的位置(用于删标记);  2. 把某数存进哈希表(用于打标记);  3. 查询某数是否存在(用于查询区间内是否有 ak)。
 
      于是,我们用哈希表的稀少时间换了大量的空间~~~
      

 
  所以总体说,预处理 O(n log 2 n),二分 O(log 2 n*check),在 check 中,区间询问 O(n),找 ak O(hash)(hash 是哈希的时间复杂度,常数级别)
 
  这样,我们就把 O(n 3)的时间复杂度将至 O(n log 2 n+n log 2 n*hash),粗略说就是 O(n log 2 n),只是有点常数而已,不用卡常都能过(毕竟 2 秒时限)~~~
  
  下附标程,我就不写注释了~
    
       
 1 uses math;
 2 const
 3         mo=1000001;
 4 var
 5         l,r,mid,i,n,j,t,cnt:longint;
 6         a,b,h,ans:array[0..1000001] of longint;
 7         rmq:array[0..500001,0..21] of longint;
 8 function gcd(x,y:longint):longint;
 9 begin
10         if y=0 then exit(x) else exit(gcd(y,x mod y));
11 end;
12 function hash(x,mode:longint):boolean;
13 var
14         k:longint;
15 begin
16         k:=x mod mo;
17         while (h[k]<>0) and (h[k]<>x) do
18         begin
19                 inc(k);
20                 if k>mo then k:=1;
21         end;
22         if mode=2 then cnt:=k else
23                 if mode=1 then h[k]:=x else
24                         if h[k]=x then exit(true) else exit(false);
25 end;
26 function check(x:longint):boolean;
27 var
28         l,t,j,flag,r:longint;
29 begin
30         fillchar(h,sizeof(h),0);
31         for i:=1 to x do
32                 hash(a[i],1);
33         flag:=0;
34         for l:=1 to n-x+1 do
35         begin
36                 hash(a[l-1],2);
37                 h[cnt]:=0;
38                 r:=l+x-1;
39                 hash(a[r],1);
40                 t:=trunc(ln(r-l+1)/ln(2));
41                 j:=gcd(rmq[l,t],rmq[r-(1<<t)+1,t]);
42                 if hash(j,0) then
43                 begin
44                         flag:=1;
45                         inc(ans[x]);
46                         b[ans[x]]:=l;
47                 end;
48         end;
49         if flag=0 then exit(false) else exit(true);
50 end;
51 begin
52         readln(n);
53         for i:=1 to n do
54         begin
55                 read(a[i]);
56                 rmq[i,0]:=a[i];
57         end;
58         readln;
59         t:=trunc(ln(n)/ln(2))+1;
60         for j:=1 to t do
61                 for i:=1 to n do
62                         if i+(1<<j)-1<=n then
63                                 rmq[i,j]:=gcd(rmq[i,j-1],rmq[i+(1<<(j-1)),j-1]);
64         l:=1;                               // l,r,mid 存的是区间长度
65         r:=n;
66         while l<r do
67         begin
68                 mid:=(l+r) div 2+1;
69                 if check(mid) then l:=mid else r:=mid-1;
70         end;
71         if ans[l]=0 then
72         begin
73                 writeln(n,' 0');
74                 for i:=1 to n-1 do
75                         write(i,' ');
76                 writeln(n);
77                 halt;
78         end;
79         writeln(ans[l],' ',l-1);            //要输出价值,就是长度-1
80         for i:=1 to ans[l]-1 do
81                 write(b[i],' ');
82         writeln(b[ans[l]]);
83 end.
标程
 

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