哈夫曼树(模板)

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4198: [Noi2015]荷马史诗

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Description

追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷马

Allison 最近迷上了文学。她喜欢在一个慵懒的午后,细细地品上一杯卡布奇诺,静静地阅读她爱不释手的《荷马史诗》。但是由《奥德赛》和《伊利亚特》组成的鸿篇巨制《荷马史诗》实在是太长了,Allison 想通过一种编码方式使得它变得短一些。

一部《荷马史诗》中有 n 种不同的单词,从 1 到 n 进行编号。其中第 i 种单词出现的总次数为 wi。Allison 想要用 k 进制串 si 来替换第 i 种单词,使得其满足如下要求:

对于任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si 不是 sj 的前缀。

现在 Allison 想要知道,如何选择 si,才能使替换以后得到的新的《荷马史诗》长度最小。在确保总长度最小的情况下,Allison 还想知道最长的 si 的最短长度是多少?

一个字符串被称为 k 进制字符串,当且仅当它的每个字符是 0 到 k−1 之间(包括 0 和 k−1)的整数。

字符串 Str1 被称为字符串 Str2 的前缀,当且仅当:存在 1≤t≤m,使得 Str1=Str2[1..t]。其中,m 是字符串 Str2 的长度,Str2[1..t] 表示 Str2 的前 t 个字符组成的字符串。

Input

输入文件的第 1 行包含 2 个正整数 n,k,中间用单个空格隔开,表示共有 n 种单词,需要使用 k 进制字符串进行替换。

接下来 n 行,第 i+1 行包含 1 个非负整数 wi,表示第 i 种单词的出现次数。

Output

输出文件包括 2 行。

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第 1 行输出 1 个整数,为《荷马史诗》经过重新编码以后的最短长度。

第 2 行输出 1 个整数,为保证最短总长度的情况下,最长字符串 si 的最短长度。

Sample Input

4 2
1
1
2
2

Sample Output

12
2

HINT

用 X(k) 表示 X 是以 k 进制表示的字符串。

一种最优方案:令 00(2) 替换第 1 种单词,01(2) 替换第 2 种单词,10(2) 替换第 3 种单词,11(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:

1×2+1×2+2×2+2×2=12

最长字符串 si 的长度为 2。

一种非最优方案:令 000(2) 替换第 1 种单词,001(2) 替换第 2 种单词,01(2) 替换第 3 种单词,1(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:

1×3+1×3+2×2+2×1=12

最长字符串 si 的长度为 3。与最优方案相比,文章的长度相同,但是最长字符串的长度更长一些。

对于所有数据,保证 2≤n≤100000,2≤k≤9。

选手请注意使用 64 位整数进行输入输出、存储和计算。

ps:就是附个模板

代码:

#include<bits/stdc++.h> 
#define LL long long
using namespace std;
const int maxn=100005;
const int maxz=500005;
LL a[maxn];
struct node
{
    LL val,depth;
    node(LL x,LL y)
    {
        val=x;depth=y;
    }
    friend bool operator<(node a,node b)
    {
        if(a.val!=b.val)   return a.val>b.val;
        return a.depth>b.depth;
    }
};
priority_queue<node>q;
LL n,k;
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin>>n>>k;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        cin>>a[i];
        q.push(node(a[i],0));
    }
    LL cnt=0;
    while((n-1+cnt)%(k-1)!=0)//补结点,便于后续的操作
    {
        q.push(node(0,0));
        cnt++;
    }
    LL sum,hei;
    sum=hei=0;
    while(q.size()>1)
    {
        LL tem=0;
        LL dep=0;
        for(int i=0;i<k;i++)
        {
            tem+=q.top().val;
            dep=max(q.top().depth,dep);
            q.pop();
        }
        q.push(node(tem,dep+1));
        sum+=tem;
    }
    hei=q.top().depth;
    cout << sum << endl;
    cout << hei << endl;
    return 0;
}

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