ACM刷题之路(十五) 分治法 + 找规律 ZOJ4085

2023-07-31 15:44:01 浏览数 (1)

题目链接:http://acm.zju.edu.cn/onlinejudge/showProblem.do?problemId=5864


题意:

已知K 和 M,满足K在1~N的字典序排列中,处于第M位,求N的最小值。

比如K =2 ,M = 4 的情况,N的最小值为11;

1到11  

按照数值排列: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

按照字典序排列: 1 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 

2在字典序排列中处于第4位,符合条件,所以N=11就是答案。


题解:

任何一个数X在字典序的排列中的位置,与比X字典序小的个数一一对应。

举个例子:在1~11的排列中,字典序比2小的数字有3个,所以2的位置是3 1 = 4.这个相信不难理解。

其实这个问题属于NP问题,验证比较简单,但是求答案比较麻烦,我在这采用的是分治法

首先,比X字典序小的数字分为两类:

1.比X字典序小 && 数值比X小

2.比X字典序小 && 数值比X大

那么我们把两个都求出来,答案不就出来了吗?

第一块:求 比X字典序小 && 数值比X小 的数字个数

例1: 18 

  • 10~17     共8个
  • 1             共1个

总计9个

例2: 118

  • 100~117   共18个
  • 10~11       共2个
  • 1               共1个

总计21个

例3: 1234

  • 1000~1233   共234个  A
  • 100~123       共24个    B
  • 10~12           共3个      C
  • 1                   共1个      D

一共262个

发现规律了吗?

以1234为例 

A:1234/1=1234  ; 1234-1000=234个;

B:1234/10=123 ; 123-100 1=24个;

C:1234/100=12; 12-10 1 = 3个;

D :1234/1000=1 ; 1-1 1 = 1个;

用代码实现:go函数取X的位数  如 88 两位   999  三位

p数组是10的i次方(除0)  p[0]=0 p[1]= 10 p[2] = 100......

sum_ 变量统计计算满足的个数

sum变量是中间储蓄某长度的数字满足的个数

代码语言:javascript复制
ll f(ll x)//求数值小于x且字典序也小于x的数字个数
{
	int cnt = go(x);
	if (cnt == 1)
	{
		return  x - p[cnt - 1] - 1;
	}
	ll sum_ = x - p[cnt - 1];
	for (int i = 1; i < cnt; i  )
	{
		ll sum = x / p[i];
		if (i == cnt - 1)
		{
			sum_  = sum - p[cnt - i - 1];
		}
		else
		{
			sum_  = sum - p[cnt - i - 1]   1;
		}
	}
	return sum_;
}

第二块:

求  比X字典序小 && 数值比X大  的数字个数

M 是数字 K 在1~N 排列的序号  前面求的 (比X字典序小 && 数值比X小 的数字) 一定在K的前面

这点毋容置疑,我们设满足比X字典序小 && 数值比X小 的数字的个数为  X

情况1.

若 X 1 ==M 则答案=K

比如6 在1~N的排名为6   那K就是自己本身(6)了

情况2:

若X 1 > M  则答案 =  0,因为不满足条件  比如 

数字1 求排名第6的情况  ,是不存在的

情况3:

我们需要补M - X - 1 个数进去  , 使满足条件 。

例1:

K = 2 M = 4

第一块求得f(K) = 1;即比X字典序小 && 数值比X小个数为1   就是1

M必须先减去这个1 再减去本身的1 就是需要填补的数量

M - 1 - 1 = 2;

我们先把K乘10 ;  2 * 10 = 20;

再减去10    ;   20 - 10 = 10 ;这个10  就是两位的时候最多可以填补的数字量 即10~19;

如果不够  m减去这个量,继续遍历三位的情况

比如此例 ,够了  就return 10 2 - 1 = 11    ,则11就是答案。

同理:例2:

K = 3 M = 14

M = 14 - 2 - 1 = 11个;

3 * 10 = 30;

30 - 10 = 20;

最多填补的20个,大于需要的M(11个) 所以return 10 11 - 1 = 20,则20 就是答案 

最后  例3:

K = 3 M = 34

M = 34 - 2 - 1 = 31个;

3 * 10 = 30 ;

30 - 10 = 20;

20 < 31 不够  所以 m - =20      ---->    m = 11 个    还需要填充11个

30 * 10 = 300;

300 - 100 = 200个  即三位数的情况最多可以填充200个  

此时 200  > 11  够了  就 return 100 11 - 1 = 110   答案就是110  


代码:

代码语言:javascript复制
ll ff(ll x, int m)//需要m个数字  比x小  x = 2   m = 4
{
	int cnt = go(x);//x的位数  cnt = 1
	ll sum = x;  // sum = 20           
	ll sum_ = 0;//已经找到sum_个数字  sum- = 0
	for (int i = cnt;; i  )  //i=1
	{
		sum = sum * 10;   //  sum = 20
		sum_ = sum - p[i];  //  10到19
		if (sum_ <= m)//当前位最大填充的数字个数 小于 m个数字
		{
			m -= sum_;//需要填充的数字  减去  当前位最大填充的数字个数
		}
		else//如果超过了
		{
			return p[i]   m - 1;  // 10   2 - 1
		}
	}
}

总的代码:

代码语言:javascript复制
#include <iostream>
using namespace std;
#define ll long long
ll p[18];
void init()
{
	p[0] = 0;
	p[1] = 10;
	for (int i = 2; i <= 17; i  )
	{
		p[i] = p[i - 1] * 10;
	}
}
int go(int x)
{
	int cnt = 0;
	while (x)
	{
		x /= 10;
		cnt  ;
	}
	return cnt;
}
ll f(ll x)//求数值小于x且字典序也小于x的数字个数
{
	int cnt = go(x);
	if (cnt == 1)
	{
		return  x - p[cnt - 1] - 1;
	}
	ll sum_ = x - p[cnt - 1];
	for (int i = 1; i < cnt; i  )
	{
		ll sum = x / p[i];
		if (i == cnt - 1)
		{
			sum_  = sum - p[cnt - i - 1];
		}
		else
		{
			sum_  = sum - p[cnt - i - 1]   1;
		}
	}
	return sum_;
}
ll ff(ll x, int m)//需要m个数字  比x小  x = 2   m = 4
{
	int cnt = go(x);//x的位数  cnt = 1
	ll sum = x;  // sum = 20           
	ll sum_ = 0;//已经找到sum_个数字  sum- = 0
	for (int i = cnt;; i  )  //i=1
	{
		sum = sum * 10;   //  sum = 20
		sum_ = sum - p[i];  //  10到19
		if (sum_ <= m)//当前位最大填充的数字个数 小于 m个数字
		{
			m -= sum_;//需要填充的数字  减去  当前位最大填充的数字个数
		}
		else//如果超过了
		{
			return p[i]   m - 1;  // 10   2 - 1
		}
	}
}
int main()
{
	init();
	int T;
	cin >> T;
	while (T--)
	{
		ll k, m;
		scanf("%lld%lld", &k, &m);
		m = m - f(k) - 1;
		if (m < 0)//不符合条件
		{
			cout << 0 << endl;
			continue;
		}
		if (m == 0) // 正好跟普通排序一样
		{
			cout << k << endl;
			continue;
		}
		cout << ff(k, m) << endl;
	}
	return 0;
}

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