题解 P2512 [HAOI2008]糖果传递

首先我们要用到一些均分纸牌的思想(已经理解这种思想的大佬请跳过):

设$A_i$表示第$i$个小朋友原有的糖果数量,

设$ave$表示所有小朋友糖果数量的平均数,

$X_i$表示第$i$个小朋友向左传的糖果数量。即:

①如果$X_i>0:\quad$ 第$i$个小朋友向左传$X_i$个糖果;

②否则如果$X_i<0:\quad$ 第$i$个小朋友向左传$|X_i|$个糖果。

所以该题的代码为:

Code:


#include<cstdio>
int a[101];
int n,x,s;
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;++i)
    {
        scanf("%d",&a[i]);
        x+=a[i];
    }
    x/=n;
    for(int i=1;i<n;++i)
    {
        a[i]-=x;
        if(a[i]!=0)
        {
            ++s;
            a[i+1]+=a[i];
        }
    }
    printf("%d",s);
    return 0;
}

好现在让我们回到原题糖果传递上来。

看看刚刚设的什么:

设$A_i$表示第$i$个小朋友原有的糖果数量,

$ave$表示所有小朋友糖果数量的平均数,

$X_i$表示第$i$个小朋友向左传的糖果数量。

则由题可得方程:
$$
A_1+X_2-X_1=ave
$$
$$
A_2+X_3-X_2=ave
$$
$$
···
$$
$$
A_n+X_1-X_n=ave
$$
即:

$$A_i+X_{i+1}+X_i=ave(1\le i<n)$$

$$A_n+X_1+X_n=ave(i=n)$$

变形得:
$$
X_2=ave+X_1-A_1
$$
$$
X_3=ave+X_2-A_2=ave+(ave+X_1-A_1)-A_2=2ave-A_1-A_2+X_1
$$
$$
···
$$
$$
X_1=ave+X_n-A_n=n·ave-A_1-A_2-…-A_n+X_1
$$

这时我们设:
$$
C_1=A_1-ave
$$
$$
C_2=A_1+A_2-ave
$$
$$
···
$$
$$
C_n=A_1+A_2+…+A_n-n·ave
$$

即设:

$$C_i=\sum_{j=1}^iA_j-i·ave(1\le i\le n)$$

则有:
$$
X_2=X_1-C_1
$$
$$
X_3=X_1-C_2
$$
$$
···
$$
$$
X_n=X_1-C_n
$$

即:

$$X_i=X_1-C_i$$

这时我们返回来看所求,要求传递价值最小,

这就是说,要求最小化
$$
|X_1|+|X_2|+···+|X_n|
$$
而该式等于
$$
|X_1-C_1|+|X_1-C_2|+···+|X_1-C_n|
$$

即求:

$$MIN { \sum_{i=1}^nX_i }=MIN { \sum_{i=1}^nX_1-C_i }$$

这样就好办了,$C_i$是已知(额,至少是可以预处理出来)的,要想最小化上式,我们把$C_i$看成数轴上的一个个点,现在问题就转化成了找出一个点$X_1$,使得她到各个$C_i$上的点的距离和最小。

显然,这个点就是这$n$个点的中位数。。。(一会再给出数学证明)

那么求出了$X_1$之后,根据
$$
X_2=X_1-C_1
$$
$$
X_3=X_1-C_2
$$
$$
···
$$
$$
X_n=X_1-C_n
$$

这一坨柿子,我们可以求出$X_2,X_3…X_n$,然后就可以偷税的得到所求的:

最小化
$$
|X_1|+|X_2|+···+|X_n|
$$

啦233~~~

代码好丑,大家别嫌弃qwq:

Code:


#include<bits/stdc++.h>
#define max(a,b) a>b?a:b
#define min(a,b) a<b?a:b
#define inline il

typedef long long ll;
typedef long double ld;

const int inf = 0x7fffffff;
const int N = 1e6+1;

ll n;
ll a[N],c[N];
ll ave,ans,mid;

using namespace std;

int main()
{
    scanf("%lld",&n);
    for(int i=1;i<=n;++i)
        scanf("%lld",&a[i]),ave+=a[i];
    ave/=n;
    for(int i=1;i<=n;++i)
        c[i]=c[i-1]+ave-a[i-1];
    sort(c+1,c+n+1);
    mid=c[(n+1)/2];
    for(int i=1;i<=n;++i)
        ans+=abs(mid-c[i]);
    printf("%lld",ans);
    return 0;
}

附:数学证明

在数轴上有$n$个点,找出一个点$x$,使得她到各个点的距离和最小。

求证:该点表示的数就是这$n$个数的中位数。

如果我们把数轴上的点两两配对,最大的配最小的,次大的配次小的……

则到每组点最近的距离的点在这两个点中间,那么

如果有奇数个点,那么显然中间那个点便为所求。

该点表示的数是这$n$个数的中位数得证。

注:有一些柿子在文中以不同的形式重复出现,主要是为了同时满足大佬和蒟蒻的需要。一些前面写了‘即…’并用

这个东西

框起来的一般是适合大佬的较严(bian)格(tai)数学写法,而其他的则是简明易懂的正常的、不变态的写法。

希望大家喜欢,点个赞哦:)

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