T3 - Communication 题解
题目简述
题目大意:
给定三个长度为 $N$ 的序列 $a, b, w$ 和两个参数 $L, R$。构造一张有向图,点 $u \to v$ 有边当且仅当:
$L \le a_u + b_v \le R$
求从起点出发,到所有点的最短路(路径上所有点的点权 $w_i$ 之和)。
子任务分析
| 子任务 | 特点 / 策略 | 复杂度 |
|---|---|---|
| Subtask 1 | $N \le 7$,全排列枚举或 DFS | $\mathcal{O}(N!)$ |
| Subtask 3 | $N \le 10^3$,直接显式建边 | $\mathcal{O}(N^2)$ |
| Subtask 5 | 线段树优化建图 |
题目4296 [TIOJ - 114學年度複試] Interactive
2026-02-09 09:48:36
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T1 - Output Only 题解题目简述题目大意: 给定一棵 $N$ 个节点的有根树,根为 1。每个节点有一个初始颜色 $c_i \in [0, k-1]$。 操作:选择一个节点 $u$ 和颜色 $p$,将 $u$ 及其子树内所有节点的颜色 $c_v \leftarrow (c_v + p) \pmod k$。 目标:通过若干次操作,使所有节点颜色变为 0。题目要求在发生 $Q$ 次单点颜色修改 $(w_i, x_i)$ 后,分别求出达成目标所需的最少操作次数。
The Key:利用 差分 的思想,将子树修改转化为对“父子颜色关系”的维护。这是一个典型的树上差分或转化贡献维度的思维题。 子任务分析Subtask 1:树是一条链当树是一条链(例如 $1 \to 2 \to \dots \to N$)时,我们可以利用序列差分的思想。定义 $d_i = (c_i - c_{i-1}) \pmod k$,其中 $c_0 = 0$。 对于以 $u$ 为根的子树(链上的后缀)进行操作,只会改变 $d_u$ 的值,而不会影响 $d_{u+1} \dots d_N$。为了让所有 $c_i = 0$,等价于让所有差分值 $d_i = 0$。如果某位置 $d_i \neq 0$,我们就必须在 $i$ 处进行一次操作来修正它。因此答案为 $\sum_{i=1}^N [d_i \neq 0]$。 时间复杂度:$\mathcal{O}(N + Q)$ Subtask 2:$k=2$当只有两种颜色时,问题可以简化为统计 坏边。考虑一条边 $(u, v)$,其中 $u$ 是 $v$ 的父节点。 如果在 $v$ 处不进行任何操作,那么 $v$ 的颜色变化量将完全取决于 $u$ 的变化量。即操作后 $c'_v - c'_u \equiv c_v - c_u \pmod k$。要使最终 $c'_v = c'_u = 0$,必须满足 $c_v - c_u \equiv 0$。如果初始 $c_v \neq c_u$,我们就必须在 $v$ 处进行一次操作。对于 $k = 2$,这等价于统计两端颜色不同的边数(根节点视作父节点颜色为 0)。 Subtask 4:$N, Q \le 5 \times 10^4$对于一般情况,可以考虑 根号分治:
时间复杂度:$\mathcal{O}(Q\sqrt{N})$ 正解思路根据上述性质探索,我们可以得到核心结论:
题目4294 [TIOJ - 114學年度複試] Output Only
2026-02-09 09:46:54
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$n\le 100$对于询问 $[l,r]$,暴力枚举 $l',r'$,然后暴力计算,时间复杂度为 $O(mn^3)$。 或者简单优化一下到 $O(mn^2)$。期望得分 $10$。 $n\le 1000$先预处理出所有区间的权值 $v_{l,r}$。 然后可以用各种做法求出所有区间的子区间的权值 $ans_{l,r}$。 时间复杂度为 $O(n^2+m)$。期望得分 $30$。 特殊性质按位与,按位或,$\gcd$ 三种运算有一个很厉害的性质,以 $\gcd$ 为例:对于一个数 $x$,不断令 $x\gets \gcd(x,v)$,则 $x$ 值发生变化的次数为 $\log V$ 次。 具体的原因可以均摊分析,考虑 $x$ 的质因子可重集合,显然其大小不超过 $\log V$,每次取 $\gcd$,这个集合要么不变,要么大小至少减一,只有集合大小改变才会影响 $x$ 的值,所以 $x$ 值发生变化的次数为 $\log V$ 次。 按位与和按位或也是如此,每一位上只会从一种值变成另一种值,所以变化次数也不超过 $\log V$。 数据随机后,若一个区间长度超过 $100$,答案就极有可能变成 $0$ 了。 然后乱搞一下应该可以得到 $40$ 的分数。 $n\le 10^5$考虑离线扫描线。 有这样一种经典扫描方式,令 $r:1\to n$,假设当前扫到 $r$,我们让 $\forall l \in [1,r]$ 的位置 $v_l$ 加上区间 $[l,r]$ 的权值。 这样若对于询问 $[L,R]$,若 $r$ 扫到了 $R$,则查询 $v_{L\sim R}$ 的区间和即可。这是非常经典的增量贡献求答案的方法。 回到本题,使用上面所述的扫描线算法,因为上述特殊性质的存在,假设当前扫到 $r$,设 $A_i$ 为 $i\sim r$ 的区间按位与的和,$B_i,C_i$ 同理,则这三个数组分别可以划分为 $\log V$ 段,每一段内值相同。 这样我们得到 $3\log V$ 断点,设 $D_i=A_iB_iC_i$。则 $D_i$ 也被划分成 $\log V$ 段,每一段内部值相同。 那么我们令 $\forall i\in [1,r],v_i\gets v_i+D_i$,这样更新过程可以转化成对 $v$ 数组的 $\log V$ 段区间加法。 查询答案即为查询区间和,找断点可以二分加线段树,总而言之时间复杂度为 $O(n\log^2 n+m\log n)$,期望得分 $80$。 如果你用下文所述找断点的方法,用树状数组常数小的话也可以得到 $100$。 $n\le 5\times 10^5,m\le 5\times 10^6$考虑正解,静态询问,且 $q\le 5\times 10^6$,应该要做到 $O(1)$ 回答询问,考虑离线扫描线。 有这样一种不经典的扫描线方法:维护一个指针 $r$ 从 $1$ 扫到 $n$,每扫到一个位置就回答右端点在 $r$ 的询问的答案。考虑此时在第 $l$ 个位置上维护 $w_{r,l}$ 表示 $[l,r]$ 所有子区间的价值之和。 不难发现我们把题目又读了一遍。考虑当 $r-1\to r$ 时,$w_{r,l}$ 相比于 $w_{r-1,l}$ 的答案应该有怎样的变化。 注意 $w_{r,l}$ 的理解,可以理解成当指针扫到 $r$ 时的版本时,第 $l$ 个位置的值,并不需要真正维护二维数组,只需要滚动维护第二维即可,下文同样有类似的表达方法。 令 $A_{r,i}$ 表示扫到 $r$ 时 $i\sim r$ 的所有数按位与之和,$B_{r,i},C_{r,i}$ 同理,则需要更新: $$w_{r,i}\gets w_{r-1,i}+\sum_{j=i}^rA_{r,j}B_{r,j}C_{r,j}$$ 先考虑如何维护 $A_{r,i},B_{r,i},C_{r,i}$。不难发现,当 $r\to r+1$ 时,发生更改的 $A_{r,i},B_{r,i},C_{r,i}$ 都是 $1\sim r$ 的一段后缀。 对于 $x<y$,若 $C_{r+1,y}=\gcd(C_{r,y},c_{r+1})=C_{r,y}$,则显然有 $C_{r+1,x}=\gcd(C_{r,x},c_{r+1})=C_{r,x}$,因为 $C_{r,x},C_{r,y}$ 和 $C_{r,y},c_{r+1}$ 在集合上都是子集关系。 当 $r\to r+1$考虑这样一种更新方式,从 $r$ 出发,用 $r+1$ 的值倒着更新 $r-1,r-2,\dots$ 的位置,直到 $A_{r,i},B_{r,i},C_{r,i}$ 都不发生改变,则更新完成。 分析复杂度,以 $A_{r,i}$ 为例,这个位置对最终复杂度有贡献当且仅当某次更新时 $A_{r,i}$ 发生了改变,根据最上面的分析,这种改变次数是不超过 $\log V$ 的,所以更新的总的复杂度为 $O(n\log V)$。 此时,当 $r-1\to r$ 时,维护一个前缀和 $s_{r,i}$: $$s_{r,i}=\sum_{j=1}^nA_{r,j}B_{r,j}C_{r,j}$$ 则更新可以表示为: $$w_{r,l}\gets w_{r-1,l}+s_{r,r}-s_{r,l-1}$$ 令 $v_i=s_{i,i}$,则有: $$w_{r,l}=\sum_{i=l}^rv_i-\sum_{i=l}^rs_{i,l-1}$$ 前面的部分显然可以单独维护,后边的部分则是查询 $s$ 所有版本在位置 $i$ 上的历史和。 因为我们每次修改都是暴力修改 $s$,所以问题变成: 1. 单点修改某个位置的值 $s_i$。 2. 单点查询某个位置的历史和 这个东西已经非常简洁了,考虑第 $i$ 个位置的历史和 $hs_i$,$s_i$ 上一次修改的时间 $lst_i$,若在时刻 $t$ 修改 $s_i$ 为 $val$,则: $$hs_i\gets hs_i+(t-lst_i)s_i,s_i\gets val,lst_i\gets t$$ 则在 $t$ 时刻查询位置 $i$ 的历史和为: $$hs_i+(t-lst_i+1)s_i$$ 然后我们惊奇的发现这个问题就解决了。 时间复杂度为 $O(n\log n+m)$,期望得分 $100$。 代码实现首先是 $\gcd$,可以用 C++ 自带的 `__gcd` 函数,也可以手写二进制优化更相减损术的 $\gcd$,两种写法各有优劣。 然后是快读快输,这个题已经卡常到普通的 fread 和 fwrite 已经无法满足了,建议找个又臭又长的封装版快读快输使用。 然后将询问储存:对于储存询问,不建议将左右端点分开两个数组储存,建议直接用结构体或者 pair 来储存询问左右端点(我也不知道为什么啊,可能是寻址更快吧)。 然后是将离线:不要用 vector,可以用链表在端点处挂上询问。不要用 sort,可以用计数排序。 luogu 的原题需要严厉的卡常,这里不知道是否需要。
题目4251 我能在摸鱼被发现的情况下躲避教练的视奸吗
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2026-02-07 16:48:45
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Pro4250 时空跳跃 题解$n\le 10$暴搜,时间复杂度 $O(n!m)$,期望得分 $20$。 $n\le 300$令 $p_u$ 表示 $u$ 的父亲节点。根据 $l_i\le r_i<i$,不难有 $p_u<u$。 设 $u<v$,则 $p_v$ 一定在 $(u,v)$ 的路径上。 考虑证明:若 $p_v$ 不在 $(u,v)$ 路径上,当且仅当 $v$ 时 $u$ 的祖先,根据 $p_u<u$ 可以得到 $u$ 的祖先编号小于 $u$,即 $u>v$,与 $u<v$ 矛盾,故原命题得证。 以上完成本题最为关键的结论证明。 若对于每一次加操作,都暴力完成,复杂度显然是指数级。 不过对于每一种加操作,都可以用 $(u,v)$ 表示(下文均假设 $u<v$)且 $(u,v)$ 的加操作可以转化为 $(u,p_v)$ 的加操作。 若对链 $(a,b)$ 的加操作对链 $(c,d)$ 的加操作有转化,必须满足 $b<d$。且对于 $a\ne b$ 的情况,对链 $(a,c)$ 的加操作和链 $(b,c)$ 的加操作之间不会互相转化。 也就是说,我们以第二维按照 $v$ 划分所有链,可以分成若干层,当前层只会影响这层之前的层,且层内部之间不会影响。 可以设计出一个递推状物,设 $g_{u,v}$ 表示所有操作对 $(u,v)$ 这条链加上的期望值,则有:
$${g_{u,p_v}\gets g_{u,p_v}+\frac{g_{u,v}}{r_v-l_v+1}}, u<p_u $$ $${g_{p_{v},u} \gets g_{u,p_v}+\frac{g_{u,v}}{r_v-l_v+1}}, u>p_u$$
注意到编码过程中,为了方便讨论,我们始终只对 $u<v$ 的状态操作,因此若出现 $p_v<u$ 的情况,要操作 $g_{p_v,u}$ 而不是 $g_{u,p_v}$。 其实是简单排列组合原理,每一层内部的转移因为无所谓,所以第一维的枚举顺序可以随便来。 递推完所有的 $g_{u,v}$ 后,考虑计算点 $u$ 的答案,根据结论,只要 $v<u$,那么 $(v,u)$ 的路径一定包含 $(p_u,u)$ 这条链,且对于任意 $(a,u),(b,u)$ 之间互不影响,说明 $(a,u),(b,u)$ 代表的加操作独立,可以直接加起来。 因此答案为 $\sum_{v<u}g_{v,u}$。直接做需要枚举每个点的父亲,时间复杂度 $O(n^3+m)$。期望得分 $60$。 $n\le 2000$考虑优化这个过程,把 $g$ 数组当成一个二维平面,代码中 $k>i$ 的部分实际上是对横着的一段加上了一个数。$k<i$ 的部分是对竖着的一段加上了一个数。 可以用二维差分优化,递推的过程中求差分的前缀和数组,因为要求前缀和,所以第一维的枚举顺序也需要确定。 时间复杂度 $O(n^2+m)$,期望得分 $100$。
题目4250 时空跳跃
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2026-02-07 15:57:29
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