A5898 | 「CSP-S 2019」划分
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题目描述
2048 年,第三十届 CSP 认证的考场上,作为选手的小明打开了第一题。这个题的样例有 $n$ 组数据,数据从 $1 \sim n$ 编号,$i$ 号数据的规模为 $a_i$。
小明对该题设计出了一个暴力程序,对于一组规模为 $u$ 的数据,该程序的**运行时间**为 $u^2$。然而这个程序运行完一组规模为 $u$ 的数据之后,它将在任何一组规模**小于** $u$ 的数据上运行错误。样例中的 $a_i$ 不一定递增,但小明又想在不修改程序的情况下正确运行样例,于是小明决定使用一种非常原始的解决方案:将所有数据划分成若干个数据段,段内数据编号**连续**,接着将同一段内的数据合并成新数据,其规模等于段内原数据的**规模之和**,小明将让新数据的规模能够递增。
也就是说,小明需要找到一些分界点 $1 \le k_1 < k_2 < \cdots < k_p < n$,使得:
$$ \sum_{i=1}^{k_1} a_i\le \sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i \le \dots \le \sum_{i=k_p+1}^n a_i $$
注意 $p$ 可以为 $0$ 且此时 $k_0 = 0$,也就是小明可以将所有数据合并在一起运行。
小明希望他的程序在正确运行样例情况下,运行时间也能尽量小,也就是**最小化**
$$ \left(\sum_{i=1}^{k_1} a_i \right)^2+\left(\sum_{i=k_1}^{k_2} a_i \right)^2+\cdots +\left(\sum_{i=k_p+1}^n a_i \right)^2 $$
小明觉得这个问题非常有趣,并向你请教:给定 $n$ 和 $a_i$,请你求出最优划分方案下,小明的程序的最小运行时间。
小明对该题设计出了一个暴力程序,对于一组规模为 $u$ 的数据,该程序的**运行时间**为 $u^2$。然而这个程序运行完一组规模为 $u$ 的数据之后,它将在任何一组规模**小于** $u$ 的数据上运行错误。样例中的 $a_i$ 不一定递增,但小明又想在不修改程序的情况下正确运行样例,于是小明决定使用一种非常原始的解决方案:将所有数据划分成若干个数据段,段内数据编号**连续**,接着将同一段内的数据合并成新数据,其规模等于段内原数据的**规模之和**,小明将让新数据的规模能够递增。
也就是说,小明需要找到一些分界点 $1 \le k_1 < k_2 < \cdots < k_p < n$,使得:
$$ \sum_{i=1}^{k_1} a_i\le \sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i \le \dots \le \sum_{i=k_p+1}^n a_i $$
注意 $p$ 可以为 $0$ 且此时 $k_0 = 0$,也就是小明可以将所有数据合并在一起运行。
小明希望他的程序在正确运行样例情况下,运行时间也能尽量小,也就是**最小化**
$$ \left(\sum_{i=1}^{k_1} a_i \right)^2+\left(\sum_{i=k_1}^{k_2} a_i \right)^2+\cdots +\left(\sum_{i=k_p+1}^n a_i \right)^2 $$
小明觉得这个问题非常有趣,并向你请教:给定 $n$ 和 $a_i$,请你求出最优划分方案下,小明的程序的最小运行时间。
输入格式
从文件
**由于本题的数据范围较大,部分测试点的 $a_i$ 将在程序内生成**。
第一行两个整数 $n, \text{type}$。$n$ 的意义见题目描述,$\text{type}$ 表示输入方式。
1. 若 $\text{type} = 0$,则该测试点的 $a_i$ **直接给出**。输入文件接下来:第二行 $n$ 个以空格分隔的整数 $a_i$,表示每组数据的规模。
2. 若 $\text{type} = 1$,则该测试点的 $a_i$ 将**特殊生成**,生成方式见后文。输入文件接下来:第二行六个以空格分隔的整数 $x, y, z, b_1, b_2, m$。接下来 $m$ 行中,第 $i$($1 \le i \le m$)行包含三个以空格分隔的正整数 $p_i, l_i, r_i$。
对于 $\text{type} = 1$ 的 $23 \sim 25$ 号测试点,$a_i$ 的生成方式如下:
- 给定整数 $x, y, z, b_1, b_2, m$,以及 $m$ 个三元组 $(p_i, l_i, r_i)$。
- 保证 $n \ge 2$。若 $n > 2$,则 $\forall 3\le i\le n$,$b_i = (x \times b_{i−1} + y \times b_{i−2} + z) \bmod 2^{30}$。
- 保证 $1 \le p_i \le n$,$p_m = n$。令 $p_0 = 0$,则 $p_i$ 还满足 $\forall 0 \le i < m$ 有 $p_i < p_{i+1}$。
- 对于所有 $1 \le j \le m$,若下标值 $i$($1 \le i \le n$)满足 $p_{j−1} < i \le p_j$,则有
$$ a_i=\left( b_i \bmod (r_j-l_j+1) \right) +l_j $$
**上述数据生成方式仅是为了减少输入量大小,标准算法不依赖于该生成方式**。
partition.in 中读入数据。**由于本题的数据范围较大,部分测试点的 $a_i$ 将在程序内生成**。
第一行两个整数 $n, \text{type}$。$n$ 的意义见题目描述,$\text{type}$ 表示输入方式。
1. 若 $\text{type} = 0$,则该测试点的 $a_i$ **直接给出**。输入文件接下来:第二行 $n$ 个以空格分隔的整数 $a_i$,表示每组数据的规模。
2. 若 $\text{type} = 1$,则该测试点的 $a_i$ 将**特殊生成**,生成方式见后文。输入文件接下来:第二行六个以空格分隔的整数 $x, y, z, b_1, b_2, m$。接下来 $m$ 行中,第 $i$($1 \le i \le m$)行包含三个以空格分隔的正整数 $p_i, l_i, r_i$。
对于 $\text{type} = 1$ 的 $23 \sim 25$ 号测试点,$a_i$ 的生成方式如下:
- 给定整数 $x, y, z, b_1, b_2, m$,以及 $m$ 个三元组 $(p_i, l_i, r_i)$。
- 保证 $n \ge 2$。若 $n > 2$,则 $\forall 3\le i\le n$,$b_i = (x \times b_{i−1} + y \times b_{i−2} + z) \bmod 2^{30}$。
- 保证 $1 \le p_i \le n$,$p_m = n$。令 $p_0 = 0$,则 $p_i$ 还满足 $\forall 0 \le i < m$ 有 $p_i < p_{i+1}$。
- 对于所有 $1 \le j \le m$,若下标值 $i$($1 \le i \le n$)满足 $p_{j−1} < i \le p_j$,则有
$$ a_i=\left( b_i \bmod (r_j-l_j+1) \right) +l_j $$
**上述数据生成方式仅是为了减少输入量大小,标准算法不依赖于该生成方式**。
输出格式
输出到文件
输出一行一个整数,表示答案。
partition.out 中。输出一行一个整数,表示答案。
输入输出样例
输入 #1
5 0 5 1 7 9 9
输出 #1
247
输入 #2
10 0 5 6 7 7 4 6 2 13 19 9
输出 #2
1256
输入 #3
10000000 1 123 456 789 12345 6789 3 2000000 123456789 987654321 7000000 234567891 876543219 10000000 456789123 567891234
输出 #3
4972194419293431240859891640
| 测试点编号 | $n\le$ | $a_i\le$ | $\text{type}=$ |
| :---------: | :------------: | :------: | :------------: |
| $1\sim 3$ | $10$<!-- 233 --> | $10$ | $0$ |
| $4\sim 6$ | $50$ | $10^3$ | $0$ |
| $7\sim 9$ | $400$ | $10^4$ | $0$ |
| $10\sim 16$ | $5\times 10^3$ | $10^5$ | $0$ |
| $17\sim 22$ | $5\times 10^5$ | $10^6$ | $0$ |
| $23\sim 25$ | $4\times 10^7$ | $10^9$ | $1$ |
对于 $\text{type} = 0$ 的测试点,保证答案不超过 $4\times 10^{18}$。
所有测试点满足:$\text{type} \in \{0, 1\} , 2 \le n \le 4 \times 10^7 , 1 \le a_i \le 10^9 , 1 \le m \le 10^5 ,1 \le l_i \le r_i \le 10^9 , 0 \le x, y, z, b_1, b_2 < 2^{30}$。
| :---------: | :------------: | :------: | :------------: |
| $1\sim 3$ | $10$<!-- 233 --> | $10$ | $0$ |
| $4\sim 6$ | $50$ | $10^3$ | $0$ |
| $7\sim 9$ | $400$ | $10^4$ | $0$ |
| $10\sim 16$ | $5\times 10^3$ | $10^5$ | $0$ |
| $17\sim 22$ | $5\times 10^5$ | $10^6$ | $0$ |
| $23\sim 25$ | $4\times 10^7$ | $10^9$ | $1$ |
对于 $\text{type} = 0$ 的测试点,保证答案不超过 $4\times 10^{18}$。
所有测试点满足:$\text{type} \in \{0, 1\} , 2 \le n \le 4 \times 10^7 , 1 \le a_i \le 10^9 , 1 \le m \le 10^5 ,1 \le l_i \le r_i \le 10^9 , 0 \le x, y, z, b_1, b_2 < 2^{30}$。
C++ 编辑器
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