Educational Codeforces Round 156 (Rated for Div. 2)

Sum of Three

n <= 6 || n == 9 时,不能凑出三个不同的不能被 \(3\) 整除的正整数,其他情况均可以通过以下方式凑出。

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public static void solve() {
int n = io.nextInt();
if (n <= 6 || n == 9) {
io.println("NO");
return;
}
int a = 1, b = 2, c = n - 3;
if (c % 3 == 0) {
c -= 2;
b += 2;
}
io.println("YES");
io.println(a + " " + b + " " + c);
}

Fear of the Dark

可以分为四种情况:点 \(O\) 和 点 \(P\) 在圆 \(A\) 内/上;点 \(O\) 和 点 \(P\) 在圆 \(B\) 内/上;点 \(O\) 和 点 \(P\) 分别在圆 \(A\) 和圆 \(B\) 内/上,并且圆 \(A\) 和圆 \(B\) 相切/相交;点 \(O\) 和 点 \(P\) 分别在圆 \(B\) 和圆 \(A\) 内/上,并且圆 \(A\) 和圆 \(B\) 相切/相交。

方法一:浮点二分

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public static void solve() {
double px = io.nextInt(), py = io.nextInt();
double ax = io.nextInt(), ay = io.nextInt();
double bx = io.nextInt(), by = io.nextInt();

double lo = 0, hi = 1e4;
while (hi - lo > 1e-9) {
double mid = lo + (hi - lo) / 2;
boolean oToA = dist(0, 0, ax, ay) <= mid;
boolean aToP = dist(ax, ay, px, py) <= mid;
boolean oToB = dist(0, 0, bx, by) <= mid;
boolean bToP = dist(bx, by, px, py) <= mid;
boolean aToB = dist(ax, ay, bx, by) <= 2 * mid;
if ((oToA && aToP) || (oToB && bToP) || (oToA && aToB && bToP) || (oToB && aToB && aToP)) hi = mid;
else lo = mid;
}
io.println(hi);
}

private static double dist(double x1, double y1, double x2, double y2) {
return Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2));
}

方法二:直接计算

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public static void solve() {
double px = io.nextInt(), py = io.nextInt();
double ax = io.nextInt(), ay = io.nextInt();
double bx = io.nextInt(), by = io.nextInt();

double oToA = dist(0, 0, ax, ay);
double aToP = dist(ax, ay, px, py);
double oToB = dist(0, 0, bx, by);
double bToP = dist(bx, by, px, py);
double aToB = dist(ax, ay, bx, by);

double ans = Math.max(oToA, aToP);
ans = Math.min(ans, Math.max(oToB, bToP));
ans = Math.min(ans, Math.max(oToA, Math.max(aToB / 2, bToP)));
ans = Math.min(ans, Math.max(oToB, Math.max(aToB / 2, aToP)));
io.println(ans);
}

private static double dist(double x1, double y1, double x2, double y2) {
return Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2));
}

Decreasing String

二分删除的字符数 \(p\),可以通过计算得到 \(q=pos-\frac{(n+(n-p+1))\cdot p}{2}\),则答案为 \(s_{1+p}[q]\),可以使用单调栈删除字符,然后获取答案即可。

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public static void solve() {
String s = io.next();
long pos = io.nextLong();

int n = s.length();
int lo = 0, hi = n - 1;
while (lo <= hi) {
int mid = lo + (hi - lo) / 2;
if ((long) (n + n - mid + 1) * mid / 2 < pos) lo = mid + 1;
else hi = mid - 1;
}
int p = hi, q = (int) (pos - (long) (n + n - hi + 1) * hi / 2);

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < n; i++) {
while (p > 0 && !sb.isEmpty() && sb.charAt(sb.length() - 1) > s.charAt(i)) {
sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
p--;
}
sb.append(s.charAt(i));
}
io.print(sb.charAt(q - 1));
}

Monocarp and the Set

很容易想到当 s[0] == '?' 时,方案数为 \(0\),并且 >< 符号的位置放什么数都是确定的,也就是说只有 ? 位置对答案有贡献。分别考虑每个 ? 位置(从位置 \(1\) 开始,因为位置 \(0\) 不能是 ?),假设该位置的下标为 \(i\),那么它是第 \(i+2\) 个的数(因为添加第 \(1\) 个数时,不会记录字符到 \(s\) 中,并且下标从 \(0\) 开始,所以加 \(2\)),第 \(i+2\) 个数必须要大于前 \(i+1\) 个数的最小值,小于前 \(i+1\) 个数的最大值。我们可以将前 \(i+1\) 个数排成有序的序列,然后根据大小将第 \(i+2\) 个数插入到序列中,总共有 \(i+2\) 个插入位置,但在限制条件下,我们只能选择 \(i\) 个位置进行插入,对所有 ? 位置累乘 \(i\) 即可得到当前字符串的插入方案数。

看半天才懂,很多题解只提到插入法,根本没提到有序序列,只要知道是根据大小插入就很简单了。也就是说,插入时根本不关心当前是什么数,只关心当前数在前面数的最大值和最小值之间。在将所有的数插入完成后,所有 ? 位置是什么数就随之确定,也就确定了一种方案。

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private static final int MOD = 998244353;

public static void solve() {
int n = io.nextInt(), m = io.nextInt();
char[] s = io.next().toCharArray();

long ans = 1L;
for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
if (s[i] == '?') ans = ans * i % MOD;
}

query(s, ans);
while (m-- != 0) {
int i = io.nextInt() - 1;
char c = io.next().charAt(0);
if (i != 0 && s[i] == '?') {
ans = ans * pow(i, MOD - 2) % MOD;
}
s[i] = c;
if (i != 0 && s[i] == '?') {
ans = ans * i % MOD;
}
query(s, ans);
}
}

private static void query(char[] s, long ans) {
if (s[0] == '?') io.println(0);
else io.println(ans);
}

private static int pow(int a, int n) {
long res = 1L, x = a;
while (n != 0) {
if ((n & 1) == 1) res = res * x % MOD;
x = x * x % MOD;
n >>= 1;
}
return (int) res;
}

JDK-8299339 : HashMap merge and compute methods can cause odd resizing pathologies

贴一下去年发现的 Bug,嘿嘿。

导致 Bug 的示例代码如下:

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public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>(2);

map.merge(1, 1, Integer::sum);
map.merge(2, 1, Integer::sum);

map.forEach((k, v) -> {
map.merge(k, -1, Integer::sum);
System.out.println(k);
});
}
}

Java Bug DataBase 链接,里面比较详细的讨论了发生的问题,由于当时急着发出去,我的评论有点乱,而且是中文翻译为英文的,有点拉。


今天重新回顾一下 Bug,顺便简单解释一下。上述代码的输出为 2,期望输出是 2 和 1(顺序不重要)。问题在于,在两次 merge 之后,map 包含的元素数量 2 已经超过扩容阈值 1,下一次扩容发生在迭代中,导致不正确的输出。具体来说,在 resize 方法中,有 oldTab[j] = null; 操作,即转移元素到新数组时,会将旧数组的所有元素置为 null,从而旧数组的迭代器扫描不到剩余的元素。总的来说,即使在遍历的过程中,没有发生结构性的修改,在特定情况下使用 merge 方法修改 HashMap 依然会导致问题。特定情况是指,在遍历之前 HashMap 的包含的元素数量超过扩容阈值,然后在遍历的过程中使用 merge 方法。

ORACLE 的内部人员首先说明,由于调用 Map 上的方法可能产生破坏迭代的副作用,所以不建议在迭代的过程中调用 Map 上的方法,特别是具有副作用的方法,建议重写代码避免这种情况。然后提到 merge 方法确实有问题,即元素数量超过阈值也没有立即扩容,它和 put 方法的实现不同。评论中还列出其他具有类似副作用的方法,以及其他产生副作用的情况,详细看链接。

Codeforces Round 902 (Div. 2, based on COMPFEST 15 - Final Round)

Goals of Victory

所有效率之和等于零。

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public static void solve() {
int n = io.nextInt(), sum = 0;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
sum += io.nextInt();
}
io.println(-sum);
}

Helmets in Night Light

贪心选择最小花费的通知,注意维护已经被通知的下标,根据该下标判断是否需要加 \(p\),并且如果某个人通知其他人的成本大于 \(p\),则他不会通知其他人。发现大佬的解法好简单,取一个最小值,维护一个剩余人数即可。

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public static void solve() {
int n = io.nextInt(), p = io.nextInt();
int[] a = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
a[i] = io.nextInt();
}
int[] b = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
b[i] = io.nextInt();
}

var aux = new Integer[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
aux[i] = i;
}
Arrays.sort(aux, (i, j) -> b[i] - b[j]);

long ans = p;
int r = n - 1;
for (int i : aux) {
int x = Math.min(r, a[i]);
ans += (long) x * Math.min(p, b[i]);
r -= x;
}
io.println(ans);
}

Joyboard

分类讨论,注意被 \(n\) 整除的数。

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public static void solve() {
int n = io.nextInt(), m = io.nextInt(), k = io.nextInt();
if (k == 3) io.println(Math.max(0, m - n - m / n + 1));
else if (k == 2) io.println(m / n + Math.min(n - 1, m));
else if (k == 1) io.println(1);
else io.println(0);
}

Effects of Anti Pimples

很容易的想到计算选择每个索引位置,能够得到的最大分数,时间复杂度为 \(O(n\log{n})\)。然后计算每个位置有多少种方案,比赛时我以为选择一个索引位置,默认就选择了它的所有倍数位置,导致不会做。其实只要排序,然后每个位置的方案数就是它左边的数选或不选的方案数,这样可以保证不会重复计算,所以快速幂计算方案数(可以在遍历的时候计算方案数),再乘以得分累加到答案即可。

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private static final int MOD = 998244353;

public static void solve() {
int n = io.nextInt();
int[] dp = new int[n + 1];
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i] = io.nextInt();
}

dp[0] = Integer.MAX_VALUE;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 2 * i; j <= n; j += i) {
dp[i] = Math.max(dp[i], dp[j]);
}
}

Arrays.sort(dp);
long ans = 0L, pow = 1L;
for (int i = 0; i < n; i++) {
ans = (ans + dp[i] * pow) % MOD;
pow = pow * 2 % MOD;
}
io.println(ans);
}

Autosynthesis

方法一:内向基环树

对于每个 \(i\),建立一条从 \(i\) 指向 \(a_{i}\) 的边,最终会得到多个内向基环树。规则一:入度为零的节点不会被选择;规则二:如果一个节点的所有入度节点都被选择,那么它不会被选择;规则三:如果一个节点不被选择,那么它指向的节点会被选择。(以上规则可以使用拓扑序 + 染色法实现)

如图,数组为 \([2,3,4,5,6,3,3,4]\),剩余索引 \([1,5,7,8]\),剩余元素 \([2,6,3,4]\),选择索引 \([2,6,3,4]\)。应用规则一,得出索引 \([1,7,8]\) 不被选择;应用规则三,得出索引 \([2,3,4]\) 被选择;应用规则二,得出索引 \([5]\) 不被选择;应用规则三,得出索引 \([6]\) 被选择。

特殊情况,如果内向基环树没有环外节点,无法应用上述规则,那么需要单独对环交替染色,若此时环的长度为奇数,则没有解,其他情况均有解。也就是说,当且仅当内向基环树没有环外节点,且环的长度为奇数时,无解。

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public static void solve() {
int n = io.nextInt();
int[] a = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
a[i] = io.nextInt() - 1;
}

int[] in = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
in[a[i]]++;
}

// 拓扑序染色(-1 表示不选择,1 表示选择)
int[] col = new int[n];
Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (in[i] == 0) {
q.offer(i);
col[i] = -1;
}
}
while (!q.isEmpty()) {
int x = q.poll(), y = a[x];
if (col[y] != 0) continue;
if (--in[y] == 0 || col[x] == -1) {
q.offer(y);
col[y] = -col[x];
}
}

// 单独处理没有环外节点的基环树
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (col[i] != 0) continue;
int j = i, pre = -1;
while (col[j] == 0) {
col[j] = -pre;
pre = col[j];
j = a[j];
}
if (col[j] == pre) {
io.println(-1);
return;
}
}

List<Integer> ans = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (col[i] == -1) ans.add(a[i] + 1);
}
io.println(ans.size());
for (int x : ans) {
io.print(x + " ");
}
io.println();
}

方法二:外向基环树

好像有建立外向基环树的解法,没时间看,在此