2019ECfinal H - King ——隨機算法|推結論

題目鏈接:http://codeforces.com/gym/102471/problem/H

題目大意:

給你一個長度爲n的序列,要你求這個序列中的最長國王子序列長度,如果長度小於n/2,輸出-1,否則輸出長度。

國王序列定義:對於一個序列a1,a2,a3,.....,an。當且僅當有一個整數q(1<=q<p)使得i\in [2,n],且 q*ai-1 = ai (mod p)。

題解:

觀察一下時間複雜度,如果用類似LIS的做法,時間複雜度肯定不行。

但是考慮到這裏長度是和n/2比較,因此通過這個長度的限制,我們發現如果長度大於等於n/2,

那麼這個子序列的數在原序列的最小間隔小於等於2。

解法一:推結論

因此我們就可以直接先求出原序列相鄰的數以及相隔一個數的公比,用unordered_map存就行了。

然後我們可以發現如果一個公比的出現次數大於某個定值,那麼以這個公比形成的序列就可能滿足條件。

經估計出現次數大於n/8(大概是這個值,具體證明參照ecFinal)的公比形成的序列是滿足條件的。

我們對這些公比形成的序列求出長度,並維護最大值就行了。

代碼實現:

#pragma GCC optimize(2)
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<vector>
#include<map>
#include<set>
#include<stack>
#include<queue>
#include<unordered_map>
#define PI atan(1.0)*4
#define E 2.718281828
#define rp(i,s,t) for (register int i = (s); i <= (t); i++)
#define RP(i,t,s) for (register int i = (t); i >= (s); i--)
#define ll long long
#define ull unsigned long long
#define mst(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
#define pii pair<int,int>
#define pb push_back
#define debug printf("ac\n");
using namespace std;
inline int read()
{
    int a=0,b=1;
    char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9')
    {
        if(c=='-')
            b=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0'&&c<='9')
    {
        a=(a<<3)+(a<<1)+c-'0';
        c=getchar();
    }
    return a*b;
}
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 2e5+7;
ll b[N],p;
unordered_map<ll,int> mp;
int n,T;
ll quick_mod(ll a,ll b){
    ll res=1;
    while(b){
        if(b&1) res=(res*a)%p;
        b>>=1;
        a=(a*a)%p;
    }
    return res%p;
}
ll inv(ll x) {return quick_mod(x,p-2);}
int calc(ll q){
    unordered_map<ll,int> dp;
    int res=0;
    RP(i,n,1){
        dp[b[i]]=max(dp[b[i]],dp[b[i]*q%p]+1);
        res=max(res,dp[b[i]]);
    }
    return res;
}
int main(){
    T=read();
    while(T--){
        mp.clear();
        scanf("%d%lld",&n,&p);
        rp(i,1,n) scanf("%lld",&b[i]);
        rp(i,2,n){
            ll q=b[i]*inv(b[i-1])%p;
            mp[q]++;
        }
        rp(i,3,n){
            ll q=b[i]*inv(b[i-2])%p;
            mp[q]++;
        }
        int ans=0;
        for(auto it:mp)
            if(it.second>=n/8)
                ans=max(ans,calc(it.first));
        if(ans*2<n) printf("-1\n");
        else printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}
/*
10 10
1 2 1
2 4 2
4 5 3
5 8 4
8 10 5
1 3 1
3 6 2
6 7 3
7 9 4
9 10 5
*/

解法二:隨機化算法

我們可以在序列中隨機取兩個數,那麼這兩個數出現在序列中的可能性大於1/4(   (1/2)*(1/2) = (1/4)     ).

 當取得次數爲x時,出現在答案的可能性就變成了 1 -  (3/4)^x。

(因爲每次不出現的概率爲(3/4),x次都不出現就是(3/4)^x,那麼出現至少一次的概率就是1-(3/4)^x)。

因此我們可以儘可能多次的隨機取兩個數,即x儘可能地大,這樣正確性的概率就越大。

當然這兩個數也不能就隨機地取,這樣可能導致公比相差很大。

而根據我們開頭推出來的規律,如果我們取的數是答案中相鄰的數,那麼它們的最小距離小於等於2。

這樣我們就可以隨機取兩個間隔小於等於2的數,以這兩個數爲公比,求出序列長度,迭代多次維護最大序列長度就行了。

trick:注意不能直接使用rand()函數,因爲這個函數的範圍比較小(0-32767),不符合題意,需要用到一個C++11的隨機數生成函數(範圍在[-maxint,maxint]之間)。

代碼實現:

#pragma GCC optimize(2)
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<vector>
#include<map>
#include<set>
#include<stack>
#include<queue>
#include<random>
#include <chrono>
#include<bits/stdc++.h>
#define PI atan(1.0)*4
#define E 2.718281828
#define rp(i,s,t) for (register int i = (s); i <= (t); i++)
#define RP(i,t,s) for (register int i = (t); i >= (s); i--)
#define ll long long
#define ull unsigned long long
#define mst(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
#define pii pair<int,int>
#define mp make_pair
#define pb push_back
#define debug printf("ac\n");
using namespace std;
inline int read()
{
    int a=0,b=1;
    char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9')
    {
        if(c=='-')
            b=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0'&&c<='9')
    {
        a=(a<<3)+(a<<1)+c-'0';
        c=getchar();
    }
    return a*b;
}
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 2e5+7;
ll inv[N],p,b[N];
int n;
ll quick_mod(ll a,ll b){
	ll res=1;
	while(b){
		if(b&1) res=(res*a)%p;
		b>>=1;
		a=(a*a)%p;
	}
	return res%p;
}
ll solve(ll x,ll y){
	ll q=b[y]*inv[x]%p;
	ll ans=2;
	int pre=x;
	RP(i,x-1,1){
		if(b[pre]*inv[i]%p==q){
			ans++;
			pre=i;
		}
	}
	pre=y;
	rp(i,y+1,n){
		if(b[i]*inv[pre]%p==q){
			ans++;
			pre=i;
		}
	}
	return ans;
}
int main(){
	int T=read();
	// srand(time(0));
	mt19937 mt_rand(time(0));
	while(T--){
		scanf("%d%lld",&n,&p);
		rp(i,1,n) scanf("%lld",&b[i]);
		rp(i,1,n) inv[i]=quick_mod(b[i],p-2)%p;
		ll ans=-1;
		rp(i,1,150){
			int num=mt_rand()%(n-1)+1;
			rp(j,num+1,num+2) ans=max(ans,solve(num,min(j,n)));
		}
		if(ans>=(n+1)/2) printf("%lld\n",ans); 
		else printf("-1\n");
	}
    return 0;
}

參考鏈接:

解法二參考鏈接

解法一參考鏈接

 

 

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