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【NOI2015】【bzoj4198】【荷马史诗】【k叉哈夫曼树】【贪心】

时间:2015-08-15 14:57:52      阅读:131      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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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。

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。
题解:因为要保证Si不为Sj的前缀。所以就可以想到哈夫曼编码。然后发现当k=2是就是合并果子。其实k叉树的做法也是一样的。每次去最小的k个合并即可。发现只有当(n-1)%(k-1)=0的时候才能恰好合并,所以要添加k-1-(n-1)%(k-1)个权值为0高度为1的虚拟节点。然后用堆维护一下最小值就好了。为了保证最大高度最小,我们把高度加进比较的第二关键字。
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<queue>
using namespace std;
struct use{long long v,h;};
bool operator<(use a,use b)
{
    if (a.v!=b.v) return a.v>b.v;
    else return a.h>b.h; 
}
priority_queue<use>q;
int n,k,top(0);
long long ans(0),hh,x;
int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&k);
    for (int i=1;i<=n;i++)
      {
        use temp;
        scanf("%lld",&x);
        temp.v=x;temp.h=1;
        q.push(temp);
      }
   if ((n-1)%(k-1)!=0) top=k-1-(n-1)%(k-1);
   for (int i=1;i<=top;i++)
    {
        use temp;
        temp.v=0;temp.h=1;
        q.push(temp);
    }
    top+=n;
    while (top!=1)
    {
        use a;
        long long temp(0),maxx(0);
        for (int i=1;i<=k;i++)
          {
            a=q.top();temp+=a.v;
            maxx=max(a.h,maxx);q.pop();
          }
        ans+=temp;
        a.v=temp;a.h=maxx+1;
        q.push(a);
        top-=k-1;
    }
    hh=q.top().h-1;
    cout<<ans<<endl<<hh<<endl;
}


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