12行代码AC——例题6-6 小球下落(Droppint Balls, UVa 679)——解题报告
勵(lì)志用盡量少的代碼做高效的表達(dá)。
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題目大意:
有一顆滿二叉樹,每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)開關(guān),初始全是關(guān)閉的,小球從頂點(diǎn)落下,如果開關(guān)打開,則落向該節(jié)點(diǎn)的右子樹,如果開關(guān)關(guān)閉,則落向該節(jié)點(diǎn)的左子樹。小球每次經(jīng)過開關(guān)就會(huì)把它的狀態(tài)置反,問第k個(gè)球下落到d層時(shí)經(jīng)過的開關(guān)編號(hào)。
思路分析;
最初的想法是:使用一維數(shù)組模擬樹的遍歷。
因?yàn)轭}目比較簡(jiǎn)單,就沒有估算時(shí)間復(fù)雜度。 寫出來后提交,顯示TLE。
于是結(jié)合紫書自己分析了一下:
因?yàn)镮的取值可以最大為2^21-1,而最大深度為20,因此一組數(shù)據(jù)的計(jì)算量就高達(dá)1000W。而一共可能有10000組數(shù)據(jù)。 因此常規(guī)方法一定會(huì)超時(shí)。
仔細(xì)看了解析,敲出了優(yōu)化方法。
優(yōu)化的想法是:規(guī)律推導(dǎo)+數(shù)學(xué)公式實(shí)現(xiàn)。
因?yàn)槊恳粋€(gè)小球都會(huì)落到根節(jié)點(diǎn)上,因此前兩個(gè)小球必然是一個(gè)在左子樹的最左側(cè),一個(gè)在右子樹的最左側(cè)。
因此可得:只需看小球的奇偶性,就能知道他是最終在哪棵子樹。
同理:對(duì)于那些落入根節(jié)點(diǎn)左子樹的小球來說,只需知道該小球是第幾個(gè)落在根的左子樹里的,就可以知道下一步是往左還是往右了。
如果使用題目中給出的編號(hào)I,則當(dāng)I是奇數(shù)時(shí),它是往左走的第(I+1)/2個(gè)小球,當(dāng)I是偶數(shù)時(shí),它是往右走的第I/2個(gè)小球。 可以直接模擬最后一個(gè)小球的路線:
這樣程序的運(yùn)算量就與小球編號(hào)無關(guān)了,而且節(jié)省了一個(gè)巨大的數(shù)組。
(PS:敲到這里,偶然想起從前做過的一道題:大致是求1-n的連加和。如果直接遍歷,值會(huì)溢出。 最后采用高斯公式:sum = n(n-1)/2解決問題。 規(guī)律果然都是相通的。)*
下面把兩種代碼都貼出來,供學(xué)習(xí)參考。
超時(shí)的代碼:
#include<stdio.h> #include<cstring> const int maxd = 20; int s[1<<maxd]; int main() {int n; scanf("%d", &n); while(n--) {int D, I; scanf("%d %d", &D, &I); {memset(s, 0, sizeof(s)); //a數(shù)組從1開始運(yùn)算 int k, n1 = (1<<D)-1;for(int i = 0; i < I; i++) { //遍歷小球 k = 1;for(;;) {s[k] = !s[k];k = s[k] ? k*2 : k*2+1;if(k > n1) break;}}printf("%d\n", k/2);}}return 0; }AC代碼:
#include<stdio.h> int main() {int n; scanf("%d", &n); while(n--) {int D, I; scanf("%d %d", &D, &I);int k = 1;for(int i = 0; i < D-1; i++) if(I%2) { k *= 2; I = (I+1)/2; }else { k = (k*2+1); I /= 2; }printf("%d\n", k);} return 0; }收獲:
1、對(duì)樹遍歷的模擬
2、規(guī)律推導(dǎo)+數(shù)學(xué)公式的實(shí)現(xiàn)。
擇苦而安,擇做而樂;虛擬現(xiàn)實(shí)終究比不過真實(shí)精彩之萬一。
總結(jié)
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