CF1301C Ayoub‘s function (容斥+思维)

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题意:

给出长度为n的一个01串,其中有m个1,让我们找出最大点对[l_i,r_i]符合其中至少有一个 ′ 1 ′ '1' 1.求最大能有多少对。

分析:

首先我们直接找不好找,我们可以通过容斥来换个思路想,我们定义至少有一个1位f(x),全是0为g(x)
那么我们要的是 f ( x ) = s u m − g ( x ) f(x)=sum-g(x) f(x)=sumg(x), s u m = n ∗ ( n + 1 ) 2 sum=\frac{n*(n+1)}{2} sum=2n(n+1)

我们要f(x)最大,那么就是让g(x)最小。

g(x)如何最小那?
是全在一块最小还是分散着好那,按照惯例肯定是分散着好,但是我们严谨点,试着证明一下:

首先我们举个例子总数0为 2 x 2x 2x

第一种是 a = b = x a=b=x a=b=x平均分成两堆

g ( x ) = x ∗ ( x + 1 ) 2 + x ∗ ( x + 1 ) 2 = x ∗ ( x + 1 ) g(x)=\frac{x*(x+1)}{2}+\frac{x*(x+1)}{2}=x*(x+1) g(x)=2x(x+1)+2x(x+1)=x(x+1)
然后我们放一堆:
g ( x ) = 2 x ∗ ( 2 x + 1 ) 2 = 2 ∗ ( 2 x + 1 ) g(x)=\frac{2x*(2x+1)}{2}=2*(2x+1) g(x)=22x(2x+1)=2(2x+1)

我们在不平均分成两堆:a=x+r,b=x-r
g ( x ) = ( x + r ) ∗ ( x + r + 1 ) 2 + ( x − r ) ∗ ( x − r + 1 ) 2 = x 2 + x + r 2 g(x)=\frac{(x+r)*(x+r+1)}{2}+\frac{(x-r)*(x-r+1)}{2}=x^2+x+r^2 g(x)=2(x+r)(x+r+1)+2(xr)(xr+1)=x2+x+r2
可以看出第一种平均分的更小。
一共最多有m+1个空,我们平均分就好了,剩下的再分别放进m+1里就好了。


void solve(){    
    scanf("%lld%lld",&n,&m);
    ll ans=(n+1)*n/2;
    ll x=(n-m)/(m+1);
    ll y=(n-m)%(m+1);
    ans-=y*(x+1)*(x+2)/2;
    ans-=(m+1-y)*(x+1)*(x)/2;
    cout<<ans<<endl;
}

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