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【做题】arc070_f-HonestOrUnkind——交互+巧妙思维

时间:2018-05-10 23:31:12      阅读:240      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:its   别人   ssi   +=   main   放弃   时间复杂度   递归   AC   

做的第一道交互题……
首先,有解的一个必要条件是\(a>b\)。否则,即当\(a<=b\)时,可以有\(a\)个unkind的人假装自己就是那\(a\)个honest的人。(彼此之间都说是honest的,说别人都是unkind的)
那么,现在我们考虑处理\(a>b\)的情况。

标算

一个显然的思路就是在\(n+1\)次询问内确定一个人是honest的。这样可以再花\(n-1\)询问确定答案。
注意到一个性质:

\(p\)\(q\)是unkind的,那么\(p\)\(q\)不可能都是honest的。

我们发现,如果直接删除\(p\)\(q\)减小问题规模,那么新问题仍然满足\(a'>b'\),也一定存在honest的人。
那么,我们不禁想知道,对于一个有\(k\)个元素的序列\(a_1a_2a_3...a_k\),怎样的大概\(k\)回答均为Y的询问能让我们确信某个\(a_i\)一定是honest的?
宛如是一只小鸟(题解)把答案告诉了我们,我们发现

\(\forall i, 1 <= i < k,\) \(a_i\)\(a_{i+1}\)是honest的\(\implies\)
\(a_k\)是honest的。

这是因为若\(a_i\)是honest的,那么\(a_{i+1}\)也是honest的。并且,这里至少有一个人是honest的。那么,我们就可以以如下算法生成\(a_1a_2a_3...a_k\)

维护一个栈。枚举每一个人:

  • 如何当前栈为空,将其加入栈。
  • 如果栈顶说它是honest的,将其加入栈。
  • 如果栈顶说它是unkind的,放弃它且取出栈顶。

时间复杂度\(O(n)\)

#include <bits/stdc++.h>
#define gc() getchar()
using namespace std;
const int N = 4010;
int sta[N],top,a,b,ans[N],t,n;
bool ask(int x,int y) {
  static char tmp;
  printf("? %d %d\n",x,y);
  fflush(stdout);
  for (tmp = gc() ; tmp != 'Y' && tmp != 'N' ; tmp = gc());
  return (tmp == 'Y');
}
int main() {
  scanf("%d%d",&a,&b);
  if (a <= b) return 0 * puts("Impossible\n");
  n = a + b;
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i) {
    if (!top) sta[++top] = i;
    else {
      if (ask(sta[top],i))
        sta[++top] = i;
      else top--;
    }
  }
  t = sta[top];
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i)
    ans[i] = ask(t,i);
  printf("! ");
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i)
    printf("%d",ans[i]);
  puts("");
  return 0;
}



顺便一提,还有个高妙的做法。

高妙做法

这个做法基于一个结论:

\(p\)\(q\)互相说对方是honest的,那么它们的状态相同。

状态也就是指unkind或honest。显然,这些信息可以用并查集维护。
注意到询问上限\(2n = \sum_{k>=0} \frac {n} {2^k}\),故考虑不断把问题个规模缩小一倍。
下面,直接给出算法及代码:

考虑现在有\(k\)个元素集合,每个集合保证其中的元素状态相同。我们把它们每两个分成一组,丢弃多余出来的一个。对于每一组,花两次询问判断这两个集合是否一定状态相同,是则将它们合并;否则丢弃它们。
对新产生的集合再递归进行这个操作。
最后,令\(t\)为最后一次在分组时因多余而被丢弃的集合。可以证明,\(t\)是honest的。我们向\(t\)询问上面所有被丢弃的集合,得出答案。

#include <bits/stdc++.h>
#define gc() getchar()
using namespace std;
const int N = 4010;
int a,b,n,t,ans[N],q[N],tmp[N],cnt,tcnt,fa[N];
vector<int> threw;
int get_fa(int x) {
  return x == fa[x] ? x : fa[x] = get_fa(fa[x]);
}
bool ask(int x,int y) {
  static char tmp;
  printf("? %d %d\n",x,y);
  fflush(stdout);
  for (tmp = gc() ; tmp != 'Y' && tmp != 'N' ; tmp = gc());
  return (tmp == 'Y');
}
void solve() {
  if (cnt == 0) return;
  tcnt = 0;
  for (int i = 0 ; i+1 < cnt ; i += 2) {
    if (ask(q[i],q[i+1]) == 1 && ask(q[i+1],q[i]) == 1) {
      fa[q[i+1]] = q[i];
      tmp[tcnt++] = q[i];
    } else threw.push_back(q[i]), threw.push_back(q[i+1]);
  }
  if (cnt&1) t = q[cnt-1], threw.push_back(q[cnt-1]);
  for (int i = 0 ; i < tcnt ; ++ i) q[i] = tmp[i];
  cnt = tcnt;
  solve();
}
int main() {
  scanf("%d%d",&a,&b);
  if (a <= b) return 0 * printf("Impossible\n");
  n = a + b;
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i)
    q[i] = i, fa[i] = i;
  cnt = n;
  solve();
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i) get_fa(i);
  for (int i = 0 ; i < (int)threw.size() ; ++ i) {
    if (threw[i] == t) continue;
    ans[threw[i]] = ask(t,threw[i]);
  }
  ans[t] = 1;
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i)
    ans[i] = ans[fa[i]];
  printf("! ");
  for (int i = 0 ; i < n ; ++ i)
    printf("%d",ans[i]);
  puts("");
  return 0;
}



接下来证明一下为什么这个算法是正确的。

首先证明总询问次数是不多于\(2n\)的。
我们考虑递归中的第\(d+1\)层,此时最多有\(\frac {n} {2^d}\)个元素。那么,单是在这一层的处理中每一个元素平均下来的对询问次数的贡献是\(\frac {1} {2^d}\)。我们记\(a_d\)表示某一个元素从第\(d+1\)层起所能产生的最大贡献。下面考虑两种情况:

  • 这个元素与另一个元素合并,为下一层递归添加了一个元素,也为最后的确定答案产生了\(- \frac {1} {2^{d+1}}\)的贡献。那么,有\(a_d = \frac {1} {2^d} + a_{d+1} - \frac {1} {2^{d+1}}\)
  • 这个元素未能与另一个元素合并。那么,有\(a_d = \frac {1} {2^d}\)

故我们得出
\[a_d = \begin{cases} \max (\frac {1} {2^d} + a_{d+1} - \frac {1} {2^{d+1}},\frac {1} {2^d}),& \text{if $ 0 <= d < \log_2n$} \0, & \text{if $d = \log_2n$} \\text{undefined}. & \text{otherwise} \end{cases}\]
稍微YY一下我们就得到,当\(0 <= d < \log_2n\)时,\(a_d = \frac {1} {2^d}\)
那么,总询问次数不多于\(n \times a_0 + n = 2n\)

然后,证明为什么\(t\)就是honest的。
首先声明,在递归过程中,可能会出现\(a=b\)。要出现这情况,一个必要条件是在分组时丢弃了一个honest的集合。当然,容易想到不会再出现有\(a<b\)的情况。
我们讨论递归的最后一层,集合个数可能是1或2。

  • 集合个数为1。那么,\(t\)将成为这个集合。因为\(a>=b\),所以这个集合一定是honest的。
  • 集合个数为2。此时,\(a=b=1\)。考虑前面最后一层导致了\(a=b\)的递归。在那里,因分组而丢弃了一个honest的集合\(S\)。那之后的每一层递归中,一定有\(a=b\)(否则那就不是最后一层导致\(a=b\)的递归),则集合个数为偶数,不会再因分组而丢弃集合。因此,\(t\)就是\(S\),是honest的。

现在,我们就可以确信,这个算法没问题了。
时间复杂度\(O(n \alpha (n))\)



小结:感觉根本想不出那么巧妙的东西。或许是思维能力还不够吧。

【做题】arc070_f-HonestOrUnkind——交互+巧妙思维

标签:its   别人   ssi   +=   main   放弃   时间复杂度   递归   AC   

原文地址:https://www.cnblogs.com/cly-none/p/9021812.html

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