ZCMU 1019

1019: 分金币

题目描述

圆桌旁坐着n个人,每人有一定数量的金币,金币总数能被n整除。每个人可以给他左右相邻的人一些金币,最终使得每个人的金币数相等。你的任务是求出被转手的金币数量的最小值。比如,n=4,且4个人的金币数分别为1,2,5,4时,只需转移4枚金币(第3个人给第2个人两枚金币,第2个人和第4个人分别给第1 个人1枚金币)即可实现每人手中的金币数目相等。

输入

输入包含多组数据。每组数据第一行为整数n(n<=1 000 000),以下n行每行为一个整数,按逆时针顺序给出每个人拥有的金币数。输入结束标志为文件结束符(EOF)。

输出

对于每组数据,输出被转手金币数量的最小值。输入保证这个值在64位无符号整数范围内。

样例输入

3
100
100
100
4
1
2
5
4

样例输出

0
4

提示
首先最终每个人的金币数量可以计算出来,它等于金币总数除以人数n。接下来用M来表示每个人最终拥有的金币数。
  现在假设编号为 i 的人初始有Ai 枚金币,对于1号来说,他给了4号x1枚金币,还剩Ai -x1枚金币;但是2号给了他x2枚金币,所以还剩A1-x1+x2枚金币。所以A1-x1+x2=M。同理对于第2个人,有A2-x2+x3=M。最终得到n个方程,实际上只有n-1个有用
  尝试用x1表示出其他的xi ,则本题就变成了单变量的极值问题。
  对于第1个人,A1-x1+x2=M → x2=M-A1+x1=x1-C1(规定C1=A1-M,下面类似)
  对于第2个人,A2-x2+x3=M → x3=M-A2+x2=2M-A1-A2+x1=x1-C2
  对于第3个人,A3-x3+x4=M → x4=M-A3+x3=3M-A1-A2-A3+x1=x1-C3
  …
  对于第n个人,An-xn+x1=M。这是一个多余的等式。
  b[i]=b[i-1]+a[i]-M。
  我们希望所有xi 的绝对值之和尽量小,即|x1|+|x1-C1|+|x1-C2|+…+|x1-Cn-1|要最小。注意到|x1-Ci|的几何意义是数轴上的点x1到Ci 的距离,所以问题变成了:给定数轴上n个点,找出一个到他们距离之和尽量小的点。
  而这个点就是中位数,它实在是太优美,太巧妙了,而且不少其他问题也能用的上。
Code:

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define MAX 1000010
long long a[MAX],b[MAX];
int main()
{
    int n;
    while(~scanf("%d",&n))
    {
        int sum=0;
        for(int i=1; i<=n; i++)
        {
            scanf("%lld",&a[i]);
            sum+=a[i];
        }
        int ave=sum/n;
        b[0]=0;
        for(int i=1; i<n; i++)b[i]=b[i-1]+a[i]-ave;
        sort(b,b+n);
        int x=b[n/2];
        long long ans=0;
        for(int i=0; i<n; i++)
            ans+=abs(x-b[i]);
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}

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