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Codeforces 402B Trees in a Row:等差數列構建與最少修改次數動態規劃解法

     編輯:C++ 入門

題目大意

有 n 棵樹,高度 a[i]。需修改部分樹高,使最終序列形成公差為 k 的嚴格遞增等差數列(即 b[i] = b[0] + i*k)。一次操作可將一棵樹改為任意高度。求最少操作次數,並輸出一組可行修改方案。

核心觀察

保持不變的樹必須滿足 a[i] = base + i*k,即 base = a[i] - i*k。
問題轉化為:找出一個 base,使得滿足 a[i] - i*k = base 的下標 i 數量最大化。
最少修改次數 = n - max_freq。

演算法流程

  1. 遍歷 i = 0..n-1,計算 val = a[i] - i*k。
  2. 用哈希表 unordered_map 統計每個 val 的出現次數,記錄最大頻次 max_freq 及對應 base。
  3. 最少操作數 = n - max_freq。
  4. 構建目標序列 target[i] = base + i*k,對比 a[i] 輸出修改操作。

完整代碼 (C++)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    int n; long long k;
    cin >> n >> k;
    vector a(n);
    for (int i=0; i> a[i];
    unordered_map freq;
    long long bestBase = 0;
    int maxFreq = 0;
    for (int i=0; i maxFreq) { maxFreq = f; bestBase = base; }
    }
    cout << n - maxFreq << '\n';
    for (int i=0; i

複雜度分析

  • 時間:O(n) 平均(哈希表操作 O(1))
  • 空間:O(n) 哈希表

注意事項

  1. a[i], k ≤ 1e9,i*k 可能超 32 位,必須用 long long。
  2. base 可能為負,哈希表鍵用有符號長整型。
  3. 輸出格式:操作類型(+/-)、1-based 索引、絕對差值。
  4. 若有多個 base 同頻次,任選其一均可。

原始代碼中的 DP 思路對比

原文嘗試用 dp[i] 表示以 i 結尾的最長合法子序列,需二分查找前驅,時間 O(n log n)。但本題等差數列完全由 base 決定,哈希表統計 base 頻次即可線性解決,更簡潔高效。

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