4198: [Noi2015]荷馬史詩 (哈夫曼樹基礎)
阿新 • • 發佈:2018-01-25
如何選擇 是否 scrip print for scanf 表示 stat tor 一、題目概述
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一種最優方案:令 00(2) 替換第 1 種單詞,01(2) 替換第 2 種單詞,10(2) 替換第 3 種單詞,11(2) 替換第 4 種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:
1×2+1×2+2×2+2×2=12
最長字符串 si 的長度為 2。
一種非最優方案:令 000(2) 替換第 1 種單詞,001(2) 替換第 2 種單詞,01(2) 替換第 3 種單詞,1(2) 替換第 4 種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:
1×3+1×3+2×2+2×1=12
最長字符串 si 的長度為 3。與最優方案相比,文章的長度相同,但是最長字符串的長度更長一些。
對於所有數據,保證 2≤n≤100000,2≤k≤9。
選手請註意使用 64 位整數進行輸入輸出、存儲和計算。
4198: [Noi2015]荷馬史詩
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Description
追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷馬
Allison 最近迷上了文學。她喜歡在一個慵懶的午後,細細地品上一杯卡布奇諾,靜靜地閱讀她愛不釋手的《荷馬史詩》。但是由《奧德賽》和《伊利亞特》組成的鴻篇巨制《荷馬史詩》實在是太長了,Allison 想通過一種編碼方式使得它變得短一些。 一部《荷馬史詩》中有 n 種不同的單詞,從 1 到 n 進行編號。其中第 i 種單詞出現的總次數為 wi。Allison 想要用 k 進制串 si 來替換第 i 種單詞,使得其滿足如下要求: 對於任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si 不是 sj 的前綴。 現在 Allison 想要知道,如何選擇 si,才能使替換以後得到的新的《荷馬史詩》長度最小。在確保總長度最小的情況下,Allison 還想知道最長的 si 的最短長度是多少? 一個字符串被稱為 k 進制字符串,當且僅當它的每個字符是 0 到 k?1 之間(包括 0 和 k?1)的整數。 字符串 Str1 被稱為字符串 Str2 的前綴,當且僅當:存在 1≤t≤m,使得 Str1=Str2[1..t]。其中,m 是字符串 Str2 的長度,Str2[1..t] 表示 Str2 的前 t 個字符組成的字符串。Input
輸入文件的第 1 行包含 2 個正整數 n,k,中間用單個空格隔開,表示共有 n 種單詞,需要使用 k 進制字符串進行替換。
接下來 n 行,第 i+1 行包含 1 個非負整數 wi,表示第 i 種單詞的出現次數。Output
輸出文件包括 2 行。
第 1 行輸出 1 個整數,為《荷馬史詩》經過重新編碼以後的最短長度。 第 2 行輸出 1 個整數,為保證最短總長度的情況下,最長字符串 si 的最短長度。Sample Input
4 21
1
2
2
Sample Output
122
HINT
用 X(k) 表示 X 是以 k 進制表示的字符串。
一種最優方案:令 00(2) 替換第 1 種單詞,01(2) 替換第 2 種單詞,10(2) 替換第 3 種單詞,11(2) 替換第 4 種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:
1×2+1×2+2×2+2×2=12
最長字符串 si 的長度為 2。
一種非最優方案:令 000(2) 替換第 1 種單詞,001(2) 替換第 2 種單詞,01(2) 替換第 3 種單詞,1(2) 替換第 4 種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:
1×3+1×3+2×2+2×1=12
最長字符串 si 的長度為 3。與最優方案相比,文章的長度相同,但是最長字符串的長度更長一些。
對於所有數據,保證 2≤n≤100000,2≤k≤9。
選手請註意使用 64 位整數進行輸入輸出、存儲和計算。
二、題目釋義
構建一棵K叉哈夫曼樹,計算最小加權路徑值與樹高
三、思路分析
這裏有幾個需要計算的地方,第一就是所給的n個結點都是葉結點,可能會出現構造過程中無法生成一棵完全K叉樹,那答案就會失真,所以首先計算是否需要補充權值為0的虛節點,若需要補充,則需要補充幾個,所以計算虛節點個數m成了關鍵
輸入n個葉節點,構造一棵k叉哈夫曼樹
這個得到的過程只能在最後得到結果,即最後發現所有合並後的節點與未合並的節點個數<k,則需要補充(k-最後剩下的節點個數),如何計算最後剩下的節點個數,模擬合並的過程,都是在n中選取k個節點然後生成一個新的節點,所以不斷的叠代當
(n = n-k+1 )< k時補充 k-n個虛節點
表示為循環即為while(n%(k-1)!=1)n++;
也可以發現其中的規律,虛節點個數m為
if((n-1)%(k-1))
{
m = (k-1) - (n-1)%(k-1);
}
四、AC代碼
經歷了一個半小時debug的痛苦..最後發現是這個題的OJ對long long 不接受 %I64d,只認%lld..
#include <iostream> #include <cstdio> #include <queue> using namespace std; const int N = 1e5+5; typedef long long LL; struct HTNode { LL wei; int dep; }node; LL sumL; int maxDep; bool operator < (const HTNode& a,const HTNode& b) { if(a.wei != b.wei) return a.wei > b.wei; else return a.dep > b.dep; } priority_queue<HTNode> pq; int main() { int n,k; int m = 0; scanf("%d%d",&n,&k); for(int i=1; i<=n; i++) { scanf("%lld",&node.wei); node.dep = 0; pq.push(node); } /**if((n-1)%(k-1)) m = (k-1) - (n-1)%(k-1);*/ //這是根據公式推導出來的計算方式,後面的循環更好理解,都是為了計算手動添加的虛結點 m = n; if(k!=2) { while(m%(k-1)!=1) m++; } m -= n; for(int i=1; i<=m; i++) { node.wei = 0, node.dep = 0; pq.push(node); } while(pq.size()>1) { node.wei = 0, node.dep = 0; int tempMaxDep = 0; for(int i=1; i<=k; i++) { HTNode temp = pq.top(); pq.pop(); node.wei += temp.wei; tempMaxDep = max(tempMaxDep,temp.dep); } node.dep = tempMaxDep + 1; maxDep = max(maxDep,node.dep); sumL += node.wei; pq.push(node); } printf("%lld\n%d",sumL,maxDep); return 0; }
4198: [Noi2015]荷馬史詩 (哈夫曼樹基礎)