【堆】合并果子

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【2019/02/25】 题目及代码更新
【2019/02/27】 标程及题目美化
【2019/03/06】 题解及代码更新


合并果子

【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种果子,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=3+12=15。可以证明15为最小的体力耗费值。

【输入】

两行,第一行是一个整数n(1≤ n ≤ 30000),表示果子的种类数。
第二行包含n个整数,用空格分隔,第i个整数ai(1≤ai≤20000)是第i种果子的数目。

【输出】

一行,这一行只包含一个整数,也就是最小的体力耗费值。输入数据保证这个值小于231。

【输入样例】

3
1 2 9

【输出样例】

15

【说明】

对于30%的数据,保证有n≤1000;
对于50%的数据,保证有n≤5000;
对于全部的数据,保证有n≤10000。

【题解】

题目难度:★★☆☆☆
思路:①每次只用取出数列中第一大和第二大的数,将他们相加再放回去
②循环第1步直到队列中只有1个数
③每次暴力枚举会超时,所以要用堆思想(其实可以卡贪心 误)
④C++可以用STL
⑤没有了喵

【代码】

C++STL堆

//C++STL堆
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > a;//小跟堆(从小到大)
int n,ans;
int main(){
	cin>>n;
	for (int i=1;i<=n;++i){
		int x;
		cin>>x;
		a.push(x);//加入堆
	}
	for (int i=1;i<n;++i){
		int x=a.top();//取第一大的数
		a.pop();//先从堆删除第一大的数
		int y=a.top();//取第二大的数
		a.pop();//先从堆删除第一大的数
		ans+=x+y;//累加
		a.push(x+y);//存入堆
	}
	cout<<ans<<endl;
}

C++手写堆

//C++手写堆
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=10000+10;
int n,heap[maxn],size=0;
void up(int p) //二叉小根堆向上调整(子节点小于父节点就调整)
{
  while(p>1)
  {
    if(heap[p]<heap[p/2])
    {
      swap(heap[p],heap[p/2]);
      p/=2;
    }
    else break;
  }
}
void insert(int val) //二叉堆插入,新元素放在堆底,向上调整
{
  heap[++size]=val;
  up(size);
}
void down(int p) //二叉小根堆向下调整
{
  int s=p*2;
  while(s<=size)
  { //下面这句话是从左右儿子中选一个更小的做交换
    if(s<size&&heap[s+1]<heap[s]) s++; 
    if(heap[s]<heap[p])
    {
      swap(heap[s],heap[p]);
      p=s; s=p*2;
    }
    else break;
  }
}
void extract() //二叉堆删除堆顶
{
  heap[1]=heap[size--]; //将堆底移至堆顶,向下调整
  down(1);
}
int gettop() //返回堆顶的值
{
  return heap[1];
}
int main()
{
  cin>>n;
  for(int i=1; i<=n; i++)
  {
    int a; cin>>a;
    insert(a); //建立二叉堆
  }
  long long ans=0; //其实这里不会越界,但好像原题数据是3万
  while(size>=2) //如果还可合并
  {
    int top1=gettop(); //取出堆顶(堆中最小值)后删除堆顶
    extract();
    int top2=gettop(); //同上
    extract();
    ans+=(top1+top2);
    insert(top1+top2); //将两数之和加入二叉堆,重复运算
  }
  cout<<ans<<endl; //输出答案
  return 0;
}

C++贪心

//C++贪心
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
int n,a[10001];
int main(){
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%d",&a[i]);
    sort(a+1,a+n+1);//将果子数目从小到大排序
    int ans=0,temp=1;
    for(int i=1;i<n;i++){
        a[i+1]=a[i]+a[i+1];//合并
        ans+=a[i+1];//计算体力
        while((a[i+temp]>a[i+temp+1])&&(a[i+temp+1]!=0)){
            swap(a[i+temp],a[i+temp+1]);//将合并后的果子找到一个合适的地方插入
            temp++;
        }
        temp=1;
    }
    printf("%d",ans);
    return 0;
}

【相关链接】

一本通T1369
洛谷P1090

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