[NOIP2012 提高组] 开车旅行

[NOIP2012 提高组] 开车旅行

题目描述

A \text{A} A 和小 B \text{B} B 决定利用假期外出旅行,他们将想去的城市从 $1 $ 到 n n n 编号,且编号较小的城市在编号较大的城市的西边,已知各个城市的海拔高度互不相同,记城市 i i i 的海拔高度为 h i h_i hi,城市 i i i 和城市 j j j 之间的距离 d i , j d_{i,j} di,j 恰好是这两个城市海拔高度之差的绝对值,即 d i , j = ∣ h i − h j ∣ d_{i,j}=|h_i-h_j| di,j=hihj

旅行过程中,小 A \text{A} A 和小 B \text{B} B 轮流开车,第一天小 A \text{A} A 开车,之后每天轮换一次。他们计划选择一个城市 s s s 作为起点,一直向东行驶,并且最多行驶 x x x 公里就结束旅行。

A \text{A} A 和小 B \text{B} B 的驾驶风格不同,小 B \text{B} B 总是沿着前进方向选择一个最近的城市作为目的地,而小 A \text{A} A 总是沿着前进方向选择第二近的城市作为目的地(注意:本题中如果当前城市到两个城市的距离相同,则认为离海拔低的那个城市更近)。如果其中任何一人无法按照自己的原则选择目的城市,或者到达目的地会使行驶的总距离超出 x x x 公里,他们就会结束旅行。

在启程之前,小 A \text{A} A 想知道两个问题:

1、 对于一个给定的 x = x 0 x=x_0 x=x0,从哪一个城市出发,小 A \text{A} A 开车行驶的路程总数与小 B \text{B} B 行驶的路程总数的比值最小(如果小 B \text{B} B 的行驶路程为 0 0 0,此时的比值可视为无穷大,且两个无穷大视为相等)。如果从多个城市出发,小 A \text{A} A 开车行驶的路程总数与小 B \text{B} B 行驶的路程总数的比值都最小,则输出海拔最高的那个城市。

2、对任意给定的 x = x i x=x_i x=xi 和出发城市 s i s_i si,小 A \text{A} A 开车行驶的路程总数以及小 B \text B B 行驶的路程总数。

输入格式

第一行包含一个整数 n n n,表示城市的数目。

第二行有 n n n 个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,依次表示城市 1 1 1 到城市 n n n 的海拔高度,即 h 1 , h 2 . . . h n h_1,h_2 ... h_n h1,h2...hn,且每个 h i h_i hi 都是互不相同的。

第三行包含一个整数 x 0 x_0 x0

第四行为一个整数 m m m,表示给定 m m m s i s_i si x i x_i xi

接下来的 m m m 行,每行包含 2 2 2 个整数 s i s_i si x i x_i xi,表示从城市 s i s_i si 出发,最多行驶 x i x_i xi 公里。

输出格式

输出共 m + 1 m+1 m+1 行。

第一行包含一个整数 s 0 s_0 s0,表示对于给定的 x 0 x_0 x0,从编号为 s 0 s_0 s0 的城市出发,小 A \text A A 开车行驶的路程总数与小 B \text B B 行驶的路程总数的比值最小。

接下来的 m m m 行,每行包含 2 2 2 个整数,之间用一个空格隔开,依次表示在给定的 s i s_i si x i x_i xi 下小 A \text A A 行驶的里程总数和小 B \text B B 行驶的里程总数。

样例 #1

样例输入 #1

4 
2 3 1 4 
3 
4 
1 3 
2 3 
3 3 
4 3

样例输出 #1

1 
1 1 
2 0 
0 0 
0 0

样例 #2

样例输入 #2

10 
4 5 6 1 2 3 7 8 9 10 
7 
10 
1 7 
2 7 
3 7 
4 7 
5 7 
6 7 
7 7 
8 7 
9 7 
10 7

样例输出 #2

2 
3 2 
2 4 
2 1 
2 4 
5 1 
5 1 
2 1 
2 0 
0 0 
0 0

提示

【样例1说明】

[NOIP2012 提高组] 开车旅行_第1张图片

各个城市的海拔高度以及两个城市间的距离如上图所示。

如果从城市 1 1 1 出发,可以到达的城市为 2 , 3 , 4 2,3,4 2,3,4,这几个城市与城市 1 1 1 的距离分别为 1 , 1 , 2 1,1,2 1,1,2,但是由于城市 3 3 3 的海拔高度低于城市 2 2 2,所以我们认为城市 3 3 3 离城市 1 1 1 最近,城市 2 2 2 离城市 1 1 1 第二近,所以小A会走到城市 2 2 2。到达城市 2 2 2 后,前面可以到达的城市为 3 , 4 3,4 3,4,这两个城市与城市 2 2 2 的距离分别为 2 , 1 2,1 2,1,所以城市 4 4 4 离城市 2 2 2 最近,因此小B会走到城市 4 4 4。到达城市 4 4 4 后,前面已没有可到达的城市,所以旅行结束。

如果从城市 2 2 2 出发,可以到达的城市为 3 , 4 3,4 3,4,这两个城市与城市 2 2 2 的距离分别为 2 , 1 2,1 2,1,由于城市 3 3 3 离城市 2 2 2 第二近,所以小 A \text A A 会走到城市 3 3 3。到达城市 3 3 3 后,前面尚未旅行的城市为 4 4 4,所以城市 4 4 4 离城市 3 3 3 最近,但是如果要到达城市 4 4 4,则总路程为 2 + 3 = 5 > 3 2+3=5>3 2+3=5>3,所以小 B \text B B 会直接在城市 3 3 3 结束旅行。

如果从城市 3 3 3 出发,可以到达的城市为 4 4 4,由于没有离城市 3 3 3 第二近的城市,因此旅行还未开始就结束了。

如果从城市 4 4 4 出发,没有可以到达的城市,因此旅行还未开始就结束了。

【样例2说明】

x = 7 x=7 x=7 时,如果从城市 1 1 1 出发,则路线为 1 → 2 → 3 → 8 → 9 1 \to 2 \to 3 \to 8 \to 9 12389,小 A \text A A 走的距离为 1 + 2 = 3 1+2=3 1+2=3,小 B \text B B 走的距离为 1 + 1 = 2 1+1=2 1+1=2。(在城市 1 1 1 时,距离小 A \text A A 最近的城市是 2 2 2 6 6 6,但是城市 2 2 2 的海拔更高,视为与城市 1 1 1 第二近的城市,所以小 A \text A A 最终选择城市 2 2 2;走到 9 9 9 后,小 A \text A A 只有城市 10 10 10 可以走,没有第二选择可以选,所以没法做出选择,结束旅行)

如果从城市 2 2 2 出发,则路线为 2 → 6 → 7 2 \to 6 \to 7 267,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 2 , 4 2,4 2,4

如果从城市 3 3 3 出发,则路线为 3 → 8 → 9 3 \to 8 \to 9 389,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 2 , 1 2,1 2,1

如果从城市 4 4 4 出发,则路线为 4 → 6 → 7 4 \to 6 \to 7 467,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 2 , 4 2,4 2,4

如果从城市 5 5 5 出发,则路线为 5 → 7 → 8 5 \to 7 \to 8 578,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 5 , 1 5,1 5,1

如果从城市 6 6 6 出发,则路线为 6 → 8 → 9 6 \to 8 \to 9 689,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 5 , 1 5,1 5,1

如果从城市 7 7 7 出发,则路线为 7 → 9 → 10 7 \to 9 \to 10 7910,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 2 , 1 2,1 2,1

如果从城市 8 8 8 出发,则路线为 8 → 10 8 \to 10 810,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 2 , 0 2,0 2,0

如果从城市 9 9 9 出发,则路线为 9 9 9,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 0 , 0 0,0 0,0(旅行一开始就结束了)。

如果从城市 10 10 10 出发,则路线为 10 10 10,小 A \text A A 和小 B \text B B 走的距离分别为 0 , 0 0,0 0,0

从城市 2 2 2 或者城市 4 4 4 出发小 A \text A A 行驶的路程总数与小 B \text B B 行驶的路程总数的比值都最小,但是城市 2 2 2 的海拔更高,所以输出第一行为 2 2 2

【数据范围与约定】

对于 30 % 30\% 30% 的数据,有 1 ≤ n ≤ 20 , 1 ≤ m ≤ 20 1\le n \le 20,1\le m\le 20 1n20,1m20
对于 40 % 40\% 40% 的数据,有 1 ≤ n ≤ 100 , 1 ≤ m ≤ 100 1\le n \le 100,1\le m\le 100 1n100,1m100
对于 50 % 50\% 50% 的数据,有 1 ≤ n ≤ 100 , 1 ≤ m ≤ 1000 1\le n \le 100,1\le m\le 1000 1n100,1m1000
对于 70 % 70\% 70% 的数据,有 1 ≤ n ≤ 1000 , 1 ≤ m ≤ 1 0 4 1\le n \le 1000,1\le m\le 10^4 1n1000,1m104
对于 100 % 100\% 100% 的数据: 1 ≤ n , m ≤ 1 0 5 1\le n,m \le 10^5 1n,m105 − 1 0 9 ≤ h i ≤ 1 0 9 -10^9 \le h_i≤10^9 109hi109 1 ≤ s i ≤ n 1 \le s_i \le n 1sin 0 ≤ x i ≤ 1 0 9 0 \le x_i \le 10^9 0xi109
数据保证 h i h_i hi 互不相同。

完整代码

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int N=1e5+200,INF=2e9;
struct City
{
	int id,al;//identifier,altitude
	friend bool operator < (City a,City b)
    {
        return a.al<b.al; 
    }
};
int n,m,x0,la,lb,ansid;
int h[N],s[N],x[N];
int f[20][N][5],da[20][N][5],db[20][N][5];
double ans=INF*1.0;
multiset<City> q;
void calc(int S,int X)
{
	int p=S;
	la=0,lb=0;
	for(int i=18;i>=0;i--)
		if(f[i][p][0] && la+lb+da[i][p][0]+db[i][p][0]<=X)
		{
			la+=da[i][p][0];
			lb+=db[i][p][0];
			p=f[i][p][0];
		}
}
void pre()
{
	h[0]=INF,h[n+1]=-INF;
	City st;//start
	st.id=0,st.al=INF;
	q.insert(st),q.insert(st);
	st.id=n+1,st.al=-INF;
	q.insert(st),q.insert(st);
	for(int i=n;i;i--)
	{
		int ga,gb;
		City now;
		now.id=i,now.al=h[i];
		q.insert(now);
		set<City>::iterator p=q.lower_bound(now);
		p--;
		int lt=(*p).id,lh=(*p).al;//last
		p++,p++;
		int ne=(*p).id,nh=(*p).al;//next
		p--;
		if(abs(nh-h[i])>=abs(h[i]-lh))
		{
			gb=lt;
			p--,p--;
			if(abs(nh-h[i])>=abs(h[i]-(*p).al))
				ga=(*p).id;
			else
				ga=ne;
		}
		else
		{
			gb=ne;
			p++,p++;
			if(abs((*p).al-h[i])>=abs(h[i]-lh))
				ga=lt;
			else
				ga=(*p).id;
		}//2、预处理
		f[0][i][0]=ga,f[0][i][1]=gb;
		da[0][i][0]=abs(h[i]-h[ga]);
		db[0][i][1]=abs(h[i]-h[gb]);//3、DP初值
	}
	for(int i=1;i<=18;i++)
		for(int j=1;j<=n;j++)
			for(int k=0;k<2;k++)
				if(i==1)
				{
					f[1][j][k]=f[0][f[0][j][k]][1-k];
					da[1][j][k]=da[0][j][k]+da[0][f[0][j][k]][1-k];
					db[1][j][k]=db[0][j][k]+db[0][f[0][j][k]][1-k];	
				}
				else
				{
					f[i][j][k]=f[i-1][f[i-1][j][k]][k];
					da[i][j][k]=da[i-1][j][k]+da[i-1][f[i-1][j][k]][k];
					db[i][j][k]=db[i-1][j][k]+db[i-1][f[i-1][j][k]][k];
				}//3、倍增优化DP
}
int main()
{
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		scanf("%d",&h[i]);
	cin>>x0>>m;
	for(int i=1;i<=m;i++)
		scanf("%d%d",&s[i],&x[i]);//1、输入
	pre();
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		calc(i,x0);
		double nowans=(double)la/(double)lb;
		if(nowans<ans)
		{
			ans=nowans;
			ansid=i;
		}
		else
			if(nowans==ans && h[ansid]<h[i])
				ansid=i;
	}
	cout<<ansid<<endl;//4、求解问题1
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		calc(s[i],x[i]);
		printf("%d %d\n",la,lb);
	}//5、求解问题2
	return 0;
}

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