题目背景
DJL为了避免成为一只咸鱼,来找srwudi学习压代码的技巧。
题目描述
Srwudi的家是一幢h层的摩天大楼。由于前来学习的蒟蒻越来越多,srwudi改造了一个跳楼机,使得访客可以更方便的上楼。
经过改造,srwudi的跳楼机可以采用以下四种方式移动:
向上移动x层;
向上移动y层;
向上移动z层;
回到第一层。
一个月黑风高的大中午,DJL来到了srwudi的家,现在他在srwudi家的第一层,碰巧跳楼机也在第一层。DJL想知道,他可以乘坐跳楼机前往的楼层数。
输入输出格式
输入格式:
第一行一个整数h,表示摩天大楼的层数。
第二行三个正整数,分别表示题目中的x, y, z。
输出格式:
一行一个整数,表示DJL可以到达的楼层数。
输入输出样例
输入样例#1:
15
4 7 9
输出样例#1:
9
输入样例#2:
33333333333
99005 99002 100000
输出样例#2:
33302114671
说明
可以到达的楼层有:1,5,8,9,10,12,13,14,15
1<=h<=2^63-1
1<=x, y, z<=100000
思路
首先考虑低一级的问题,假如只存在x,y两种操作而不是x,y,z三种(暂时忽略回到第一层)
那么很好想,只要用y能凑出来x的剩余系(%x的所有余数的集合),那么所有楼层都能达到
设i为%x的一个余数,f[i]为用y能凑出来的%x=i的最小高度,那么f[i]再往上跳任意个x的层数都能达到,即对于f[x]能达到的层数为(h-f[i])/x+1。因为程序里面的除法是向下取整,后面还要补一个1。另外,由于f数组的存在,一定不存在整除的情况。
那么把所有这样的f[i]加起来就是所求的答案。推广到三种操作的情况,只要用y和z去凑f就能得到答案。
接下来问题是怎么求f[i]。假设我们已经求出一个f[i],在它的基础上再执行一遍y或z操作,例如用f[i]+y,显然能得到f[i+y]。那么考虑让f[i+y]和f[i]都成为点,用y作为边相连,以已知状态推出其它所求状态。因为f数组范围是x的剩余系,为了使f最小我们选择x,y,z中最小的成为x,连边时f[i+y]要作为f[(i+y)%x]这个点使用,对结果并无影响。
考虑起始状态是第一层且最低只能回到第一层,那么已知状态是f[1]=1。用SPFA来松弛这些等式关系,跑出f数组。最后用h计算总答案的时候,要排除掉f[i]中>h的答案。
这道题中的同余最短路思想,个人理解在于利用同余来构造x的剩余系这些点。f[i],f[i]+x,f[i]+2x,...,f[i]+kx,这些楼层数都%x同余,那么只要建立f[i]的状态就能用极低的时间复杂度求出f[i]+x,f[i]+2x等是否可行。
然后回到本题牛场围栏。
依然是由一些数字去凑一个数字的剩余系,这道题由于多了M的条件,需要先暴力把所有能用的数字求出来,并让其中最小的那个成为提供剩余系的x。
然后跑一遍所有能用的数字,和x的剩余系建边,最后跑最短路。
求不能凑出的最大数的时候,我们要先考虑d数组的意义。d[i]即为其他数字能凑出来的%x=i的最小数字,那么d[i]+x,d[i]+2x,d[i]+3x... d[i]以上跳所有个x都能达到。
那么%x=i的数字,最大凑不出来的就是d[i]-x。
那么很显然了,把所有的d[i]-x求出来,取其中最大值。
但是还有要注意的地方,本题存在输出-1的要求。其中一种输出-1的情况是没有凑不出来的数,那么当我们能用的木料中存在长为1的,自然就能达到所有的长度。
另一种情况是不存在这个最大值。这里有两种考虑方向,一种是求出所有数字的gcd,若其不等于1,自然有一系列没法凑出来的数字。因为能凑出来的数字一定是这个gcd的倍数,其不为一的时候必然存在凑不出来的空缺。还有一种方法是最后找ans的时候顺便看一下是否有d[i]>max(max是给d数组跑最短路前设的最大值),如果有,那么一定存在一串%x=i的数字都凑不出来。(其实这种做法大概相当于猜测利用了数据比较小)
代码:
以上。