比赛描述
仙灵女巫露露,对于魔法的热忱可是超出常人,要是发现了什么上古遗留下的魔法,她总是想方设法地获得,然后研究分析。而最近,他又从邪恶小法师维嘉那里获得了一个“奇怪”的魔法卷轴;
这个魔法卷轴上有一大串数字,而且根据卷轴上的描述,这个魔法的威力指数来自于这一串数字中“魔法区间”的数量;
所谓“魔法区间”指的是一段连续的闭区间,且这段区间上的所有数字均不相同;
现在,露露想知道这个魔法的威力指数,你能帮帮她么?
输入
先输入一个正整数T,表示样例个数,1≤T≤10。
对于每一个样例,先输入一个正整数n,表示卷轴上的数字个数(1≤n≤106);
再输入n个整数,第i个数ai,表示卷轴上第i个数(0≤ai≤106)。
输出
对于每个样例,输出一个正整数,即威力指数。
题目保证结果在int范围内。
样例输入
样例输出
提示
-
读入数据请使用 scanf();
-
对于样例,共有{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,2,3},6个魔法区间,所以威力为6。
思路:
这道题数据范围是1000000,理论上允许的最大时间复杂度为nlog(n)以下,首先考虑用动态规划求解。
动态规划的目标即为找到状态转移方程,假设一共n个数字在数组num[n]中,其中包含前i个数字的解 为answer[i], 那么我们就是要找到状态转移方程T,使
answer[i+1]=T(answer[i]) (1)
那么answer[i+1]和answer[i+1]存在怎样的关系呢?
明显的,前i+1个数字所创造的“魔法空间”肯定是包含了前i个数字创造的“魔法空间”的,并且多出了一部分包含第i个数字的魔法空间。也就是说,(1)式可
进一步写成:
answer[i+1]=answer[i]+F(i+1) (2)
其中F(i+1)为包含第i+1个数字的魔法空间数量。
所以这道题的目标进一步转化成:当我们有i+1个数字时,包含第i+1个数字的魔法空间有多少?
当然, 我们可以从i+1个数开始回溯,一个一个把数字添加到空集中,直到集合无法保持没有重复数字,那么这个集合的长度就是包含第i+1个数字的序列数(所有序列都依次为后缀子序列)。
以长度为4的序列 1 2 3 1 为例
当包含3个数字时, 含有的魔法空间数为6.即 1, 2, 3, 12,23,123 。
当加入第四个数字后,又增加了231,31,1 (不同于第一个1), 所以1 2 3 1 的魔法空间数为9 。
优化
求F的过程,可以尽量采取一些聪明的做法。 不断地添加数字并每一次检查序列是否合法是不明智的。
当我们从第i个数字向前回溯时,显然到一个位置j,且num[j]==num[i]时必须停止,因为集合已经重复了。 那么我们从i+1回溯时,也不可能超过j这个位置。(因为依然包含了num[i]这个数,它与num[j]是重复的)。 我们设第i个数的前一个相同值数字所在位置为mark[i].所以在每一次回溯时,我们可以设定一个值limit(初始为0),表示我们可以达到的最前方的位置。然后在回溯的过程中,对于每一个k(klimit) . 因为我们不可能超过mark[k]这个位置。
那么回溯将在以下条件结束:
达到limit 或者num[k]==num[i+1].
回溯的距离也就是F(i+1)。 从而我们得到了完整的状态转移方程。
由以上思路完成的代码如下:
#include
#include
using namespace std;
int f(int n)
{
return (n+1)*n/2;
}
int num[1000000];
int mark[1000000];
int main()
{
int i,j,n,T;
scanf("%d",&T);
//cin>>T;
while(T--)
{
cin>>n;
memset(mark,0,sizeof(mark));
for(i=0;i>num[i];
}
int sum=0;
for(i=0;i=limit;j--)
{
if(num[j]==num[i])
break;
temp++;
if(mark[j]>limit)
limit=mark[j];
}
mark[i]=j+1;
// cout<
进一步优化
不幸的是,以上算法在南邮acm系统上发生了TLE (TIME LIMIT EXCEED)。
回顾我们的做法和我们的初衷, 会发现如果我们面临的是n个完全不同的数字,那么每次在第i个位置回溯的距离都将是i, 算法的时间复杂度为可怕的On2 .
看看我们哪里犯傻了呢?
犯傻的地方就是上一段中的黑体字:
当我们从第i个数字向前回溯时,显然到一个位置j,且num[j]==num[i]时必须停止,因为集合已经重复了。 那么我们从i+1回溯时,也不可能超过j这个位置。
这个做法并非smart,实际上,我们应该保存的不应该是每一个数字前一个数字的位置,尽管这样可以帮助我们减少回溯的距离,不过仔细想想,在第i+1个位置能回溯的距离,不是仅仅和第i个位置能回溯的距离有关吗?
我们来整理一下思路,假设我们之前有i个数字,并且已经得到了一个解(动态规划的立足点),那么当加入第i+1个数字时,得到的解可以通过求F(i+1)(包含第i+1个数字的区间数)来得到, 而 这个区间数其实就是包含第i+1个数字的最长的魔法空间的长度。 而这个长度,实际上就是包含第i个数字的最长的魔法空间的长度再加上1!
没错,对于F来讲, 依然是一个动态规划问题,不过是一个非常简单的动态规划问题:
F(i+1)=F(i)+1 (3)
但是我们仍然要拿到mark[num[i+1]], 因为前一个与第i+1个数字相同的数字J可能包含于F(i)所代表的魔法区间中, 而现在因为加入了i+1个数字,所以J会“截断”F(i).
所以对于这个问题,我们不必再去回溯(也就是说现在的时间复杂度是On ), 只需在考察第i+1个数字时,分析两种情况:
包含第i个数字的最长空间不含有与i+1 相同的数字: 那么F(i+1)=F(i)+1
否则 F(i+1)= i+1 -j .
注意文章中的变量名称与程序不是完全对应的。程序的实现手段可能更加抽象, 但是思路就是上文所述。
代码敬上
#include
#include
using namespace std;
int num[1000001];
int limit[1000001];
int max_[1000001];
int main()
{
int i,j,n,T;
scanf("%d",&T);
// scanf_(T);
while(T--)
{
scanf("%d",&n);
// scanf_(n);
memset(max_,-1,sizeof(max_));
for(i=0;i
动态规划解不包含相同数字的子串个数问题