蓝桥杯突击复习准备——部分算法汇总
一、一些库函数
lower_bound(a,a+n,x)
//二分查找，查找大于或等于x的第一个位置，只能查找vector<>数组，返回值为vector<>::iterator指针
unique(vector1.begin(),vector1.end())
//重排元素，使得所有值提前，返回值为重排后最后一个非重复值的后面的值的迭代器，即从返回值到vector1.end()是无意义的值，也是重复值的总数量
reverse(vector1.begin(),vector1.end())
//反转元素顺序
next_permutation(p,p+n)
//求下一个全排列，枚举用
#include <vector> 数组
定义示例：vector<int> b(5);或者vector<int> a;
赋值：b[0]=1;只有第一种定义可以这样赋值
函数：
int size()，获取大小
void resize(int num)，改变大小
void push_back(int x)，向尾部添加元素
void pop_back()，删除最后一个元素
void clear()，清空
bool empty()，检查是否为空
iterator insert(iterator x,y)，向vector数组的x位置插入元素y，x可以为v.begin()+2
iterator erase(iterator x)，删除vector数组的x位置元素
iterator begin()，返回头指针
iterator end()，返回尾指针
vector<>::iterator为一个可以指向其元素的指针
#include <set> 集合，其中不含重复元素，且其中元素已从小到大排序，从1开始
定义示例：set<int> a;
函数：
int size()，获取大小
iterator find(x)，若找到x，返回该键值迭代器的位置，否则，返回最后一个元素后面一个位置，即s.end()
void clear()，清空
bool empty()，检查是否为空
iterator insert(y)，向set集合插入元素y
iterator erase(iterator x)，删除set集合的值为x的元素，返回值为下一个位置的迭代器
iterator begin()，返回头指针
iterator end()，返回尾指针
set<>::iterator为一个可以指向其元素的指针
#include <map> 映射，索引
定义示例：map<string,int> month_name;
赋值：map[“July”]=7;
函数：
iterator find(y)，寻找索引值为y的元素，返回指向其的指针
iterator insert(map<string,int>(“July”,7))，向map映射插入元素(“July”,7)
iterator erase(iterator x)，删除map映射的迭代器x的元素
map< string,int>::iterator l_it;;
l_it=m.find(“July”);
if(l_it==m.end())
cout<<"we do not find July"<<endl;
else m.erase(l_it); //delete July;
iterator begin()，返回头指针
iterator end()，返回尾指针
map<>::iterator为一个可以指向其元素的指针
#include <string>
string substr(int pos = 0,int n = npos) const; //返回pos开始的n个字符组成的字符串
void swap(string &s2); //交换当前字符串与s2的值
string &insert(int p0, const char *s); //在p0位置插入字符串
string &erase(int pos = 0, int n = npos); //删除pos开始的n个字符，返回修改后的字符串
int find(char c, int pos = 0) const; //从pos开始查找字符c在当前字符串的位置
int find(const char *s,int pos = 0) const; //从pos开始查找字符串s在当前串中的位置
二、算法
1.并查集
int p[N]; //存储每个点的祖宗节点
// 返回x的祖宗节点
int find(int x) {
if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
return p[x];
}
// 初始化，假定节点编号是1~n
for (int i = 1; i <= n; i ++ ) p[i] = i;
// 合并a和b所在的两个集合：
p[find(a)] = find(b);
练习：POJ-2236（AC代码）
2.二分查找
整数二分算法模板
// 检查x是否满足某种性质
bool check(int x) {
/* ... */
}
// 区间[l, r]被划分成[l, mid]和[mid + 1, r]时使用：
int bsearch_1(int l, int r) {
while (l < r) {
int mid = l + r >> 1;
if (check(mid)) r = mid; // check()判断mid是否满足性质
else l = mid + 1;
}
return l;
}
// 区间[l, r]被划分成[l, mid - 1]和[mid, r]时使用：
int bsearch_2(int l, int r) {
while (l < r) {
int mid = l + r + 1 >> 1;
if (check(mid)) l = mid;
else r = mid - 1;
}
return l;
}
浮点数二分算法模板
bool check(double x) {/* ... */} // 检查x是否满足某种性质
double bsearch_3(double l, double r)
{
const double eps = 1e-6; // eps 表示精度，取决于题目对精度的要求
while (r - l > eps)
{
double mid = (l + r) / 2;
if (check(mid)) r = mid;
else l = mid;
}
return l;
}
3.快速排序算法模板
void quick_sort(int a[], int l, int r)
{
if(l >= r) return ;
int i = l - 1, j = r + 1, x = a[l + r >> 1];
while(i < j)
{
do i++; while(a[i] < x);
do j--; while(a[j] > x);
if(i < j)
swap(a[i], a[j]);
}
quick_sort(a, l, j);
quick_sort(a, j + 1, r);
}
//a[]数组下标从1开始
4.归并排序算法模板
//a[]是待排序的数组，tmp[]在排序过程中起到暂时存储的作用
void merge_sort(int a[], int l, int r)
{
if(l >= r) return ;
int mid = l + r >> 1;
merge_sort(a, l, mid);
merge_sort(a, mid + 1, r);
int i = l, j = mid + 1, k = 0;
while(i <= mid && j <= r)
{
if(a[i] <= a[j])
tmp[k++] = a[i++];
else
tmp[k++] = a[j++];
}
while(i <= mid)
tmp[k++] = a[i++];
while(j <= r)
tmp[k++] = a[j++];
i = l, j = 0;
while(i <= r)
a[i++] = tmp[j++];
}
关于归并排序，可以用它去求逆序对数目，例如【POJ - 2299】(AC代码)
5.背包问题
01背包问题
//二维
int N, V;
int v[maxn], w[maxn];
int f[maxn][maxn];
int main()
{
// freopen("input.txt", "r", stdin);
// freopen("output.txt", "w", stdout);
cin >> N >> V;
for(int i = 1; i <= N; i++)
cin >> v[i] >> w[i];
memset(f, 0, sizeof(f));
for(int i = 1; i <= N; i++)
for(int j = 0; j <= V; j++)
{
f[i][j] = f[i-1][j];
if(j >= v[i])
f[i][j] = max(f[i][j], f[i-1][j-v[i]] + w[i]);
}
int maxx = 0;
for(int i = 0; i <= V; i++)
maxx = max(maxx, f[N][i]);
cout << maxx << endl;
}
//一维
int N, V;
int v[maxn], w[maxn];
int f[maxn];
int main()
{
// freopen("input.txt", "r", stdin);
// freopen("output.txt", "w", stdout);
cin >> N >> V;
for(int i = 1; i <= N; i++)
cin >> v[i] >> w[i];
for(int i = 1; i <= N; i++)
{
for(int j = V; j >= v[i]; j--)
f[j] = max(f[j], f[j-v[i]] + w[i]);
}
cout << f[V] << endl;
}
完全背包问题(每种物品都有无限件可用)
//从小到大遍历
int N, V;
int f[maxn];
int main()
{
// freopen("input.txt", "r", stdin);
// freopen("output.txt", "w", stdout);
cin >> N >> V;
for(int i = 0; i < N; i++)
{
int v, w;
cin >> v >> w;
for(int j = v; j <= V; j++) //从小到大遍历
f[j] = max(f[j], f[j-v] + w);
}
cout << f[V] << endl;
}
int N, V;
int v[maxn], w[maxn];
int f[maxn];
int main()
{
// freopen("input.txt", "r", stdin);
// freopen("output.txt", "w", stdout);
cin >> N >> V;
for(int i = 1; i <= N; i++)
cin >> v[i] >> w[i];
for(int i = 1; i <= N; i++)
{
for(int j = V; j >= v[i]; j--) //从大到小遍历
{
for(int k = 0; k * v[i] <= j; k++)
f[j] = max(f[j], f[j-k*v[i]] + k*w[i]);
}
}
cout << f[V] << endl;
}
6.LIS最长上升子序列
状态转移方程：
//用下面一行状态转移方程的解法的时间复杂度为O(n*n),n为a数组的长度
f[i]先初始化为1
f[i]=max(f[i],f[j]+1) (j>=0&&j<i,a[j]<a[i])
当然，上面这个状态转移方程不适用于a数组长度较大的情况。比如AcWing896. 最长上升子序列 II （AC代码，思路在代码中）
7.LCS最长公共子序列
状态转移方程：
//f[i][j] 表示 a[1~i] 和 b[1~j] 的最长公共子序列
f[i][j]=max(max(f[i-1][j],f[i][j-1]),f[i-1][j-1]+1(a[i]=b[j]))
练习：
树与图的存储及遍历
树是一种特殊的图，与图的存储方式相同。
对于无向图中的边ab，存储两条有向边a->b, b->a。
因此我们可以只考虑有向图的存储。
(1) 邻接矩阵：$$g[a][b]$$ 存储边a->b
(2) 邻接表：
// 对于每个点k，开一个单链表，存储k所有可以走到的点。h[k]存储这个单链表的头结点
int h[N], e[N], ne[N], idx;
// 添加一条边a->b
void add(int a, int b)
{
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx ++ ;
}
// 初始化
idx = 0;
memset(h, -1, sizeof h);
树与图的遍历
(1) 深度优先遍历 —— 模板题 AcWing 846. 树的重心
int dfs(int u)
{
st[u] = true; //st[u]表示点u已经被遍历过
for(int i = h[u], i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i];
if(!st[j])
dfs(j);
}
}
(2) 宽度优先遍历 —— 模板题 AcWing 847. 图中点的层次
queue<int> q;
st[1] = true; //表示1号点已经被遍历过
q.push(1);
while(q.size())
{
int t = q.front();
q.pop();
for(int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i];
if(!st[j])
{
st[j] = true; //表示点j已经被遍历过
q.push(j);
}
}
}
8.Dijkstra最短路径算法(不适用于有负边权的图)
朴素dijkstra算法 — 模板题 AcWing 849. Dijkstra求最短路 I
时间复杂度 $$ O({n^2} + m) $$ , n表示点数
该算法对于n比较大的时候就不适用了，可以考虑在下一个堆优化版dijkstra。
const int inf = 0x3f3f3f3f;
int g[N][N]; // 存储每条边
int dist[N]; // 存储1号点到每个点的最短距离
bool st[N]; // 存储每个点的最短路是否已经确定
// 求1号点到n号点的最短路，如果不存在则返回-1
int dijkstra()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
for (int i = 0; i < n - 1; i ++ )
{
int t = -1; // 在还未确定最短路的点中，寻找距离最小的点
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
if (!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j]))
t = j;
// 用t更新其他点的距离
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
dist[j] = min(dist[j], dist[t] + g[t][j]);
st[t] = true;
}
if (dist[n] == inf) return -1;
return dist[n];
}
堆优化版dijkstra — 模板题 AcWing 850. Dijkstra求最短路 II
时间复杂度 $$O(mlogn)$$ ,n表示点数，m表示边数
typedef pair<int, int> PII;
int n; // 点的数量
int h[N], w[N], e[N], ne[N], idx; // 邻接表存储所有边, e[]是权重
int dist[N]; // 存储所有点到1号点的距离
bool st[N]; // 存储每个点的最短距离是否已确定
// 求1号点到n号点的最短距离，如果不存在，则返回-1
int dijkstra()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII>> heap;
heap.push({0, 1}); // first存储距离，second存储节点编号
while (heap.size())
{
auto t = heap.top();
heap.pop();
int ver = t.second, distance = t.first;
if (st[ver]) continue;
st[ver] = true;
for (int i = h[ver]; i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i];
if (!st[j] && dist[j] > distance + w[i])
{
dist[j] = distance + w[i];
heap.push({dist[j], j});
}
}
}
if (dist[n] == inf) return -1;
return dist[n];
}
9.Floyd算法
floyd算法 — 模板题 AcWing 854. Floyd求最短路
时间复杂度是 $$O({n^3})$$, n 表示点数
初始化：
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
if (i == j) d[i][j] = 0;
else d[i][j] = INF;
// 算法结束后，d[a][b]表示a到b的最短距离
void floyd()
{
for (int k = 1; k <= n; k ++ )
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
d[i][j] = min(d[i][j], d[i][k] + d[k][j]);
}
10.最小生成树Prim算法
朴素版prim算法 — 模板题 AcWing 858. Prim算法求最小生成树
时间复杂度是 $$O({n^2} + m)$$ , n表示点数，m表示边数。
int n; // n表示点数
int g[N][N]; // 邻接矩阵，存储所有边
int dist[N]; // 存储其他点到当前最小生成树的距离
bool st[N]; // 存储每个点是否已经在生成树中
// 如果图不连通，则返回INF(值是0x3f3f3f3f), 否则返回最小生成树的树边权重之和
int prim()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
int res = 0;
for (int i = 0; i < n; i ++ )
{
int t = -1;
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
if (!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j]))
t = j;
if (i && dist[t] == INF) return INF;
if (i) res += dist[t];
st[t] = true;
for (int j = 1; j <= n; j ++ ) dist[j] = min(dist[j], g[t][j]);
}
return res;
}
11.最小生成树Krusal算法
Kruskal算法 — 模板题 AcWing 859. Kruskal算法求最小生成树
时间复杂度是 $$O(mlogm)$$ , n表示点数，m表示边数。
int n, m; // n是点数，m是边数
int p[N]; // 并查集的父节点数组
struct Edge // 存储边
{
int a, b, w;
bool operator< (const Edge &W)const
{
return w < W.w;
}
}edges[M];
int find(int x) // 并查集核心操作
{
if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
return p[x];
}
int kruskal()
{
sort(edges, edges + m);
for (int i = 1; i <= n; i ++ ) p[i] = i; // 初始化并查集
int res = 0, cnt = 0;
for (int i = 0; i < m; i ++ )
{
int a = edges[i].a, b = edges[i].b, w = edges[i].w;
a = find(a), b = find(b);
if (a != b) // 如果两个连通块不连通，则将这两个连通块合并
{
p[a] = b;
res += w;
cnt ++ ;
}
}
if (cnt < n - 1) return INF;
return res;
}
12.拓扑排序
拓扑排序 — 模板题 AcWing 848. 有向图的拓扑序列
时间复杂度为$$ O(n+m)$$ , n表示点数，m表示边数
bool topsort()
{
int hh = 0, tt = 0;
//d[i]存储点i的入度
for(int i = 1; i <= n; i ++)
{
if(d[i] == 0)
que[tt++] = i;
}
while(hh < tt)
{
int t = que[hh++];
for(int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i];
d[j]--; //上一个节点被删除，那么它下一个点入度就减1
if(!d[j])
que[tt++] = j;
}
}
// 如果所有点都入队了，说明存在拓扑序列；否则不存在拓扑序列。
if(tt == n)
return true;
return false;
}
13.快速幂
求 m^k mod p，时间复杂度 O(logk)。
int qmi(int m, int k, int p)
{
int res = 1 % p, t = m;
while (k)
{
if (k&1) res = res * t % p;
t = t * t % p;
k >>= 1;
}
return res;
}
14.线性筛法求素数
int primes[N], cnt; // primes[]存储所有素数
bool st[N]; // st[x]存储x是否被筛掉
void get_primes(int n)
{
for (int i = 2; i <= n; i ++ )
{
if (st[i]) continue;
primes[cnt ++ ] = i;
for (int j = 0; primes[j] <= n / i; j ++ )
{
st[primes[j] * i] = true; //primes[j]一定是primes[j]*i的最小质因子
if (i % primes[j] == 0) break; //满足这个条件时说明primes[j]一定是i的最小质因子，也一定是primes[j]*i的最小质因子
}
}
}
15.KMP
KMP —— 模板题 Acwing 831.KMP字符串
// s[]是长文本，p[]是模式串，n是s的长度，m是p的长度
//求模式串的Next数组：
for (int i = 2, j = 0; i <= m; i ++ )
{
while (j && p[i] != p[j + 1]) j = ne[j];
if (p[i] == p[j + 1]) j ++ ;
ne[i] = j;
}
// 匹配
for (int i = 1, j = 0; i <= n; i ++ )
{
while (j && s[i] != p[j + 1]) j = ne[j];
if (s[i] == p[j + 1]) j ++ ;
if (j == m)
{
j = ne[j];
// 匹配成功后的逻辑
}
}
三、比赛时注意规范(对于选择C或C++语言的选手)
1.long long的输入输出
//在蓝桥杯里面long long 的输入输出：
long long a;
scanf("%I64d",&a);
printf("%I64d",a);
//或者
cin >> a;
cout << a;
2.可以使用万能头文件
#include<bits/stdc++.h>
3.最后不要忘记return 0
4.蓝桥杯最大栈空间为256MB，也就是说你最大可以开1e7的数组空间
5.各种数据类型数据范围
unsigned int 0～4294967295 // 9及以下位数都可装
int -2147483648～2147483647 // 9及以下位数都可装
unsigned long 0～4294967295 // 9及以下位数都可装
long -2147483648～2147483647 // 9及以下位数都可装
long long的最大值：9223372036854775807 // 18及以下位数都可装 19位也差不多
long long的最小值：-9223372036854775808 // 18及以下位数都可装 19位也差不多
unsigned long long的最大值：18446744073709551615 //20位
// 下面用的可能没有接触过， 但存在， 有上面的就够了， 下面和上面的long long 是一样的。
__int64的最大值：9223372036854775807
__int64的最小值：-9223372036854775808
unsigned __int64的最大值：18446744073709551615
6.一些简单的时间优化
// 位运算符的应用
// 如:
int n = 30;
int i = n * 2;
int c = n / 16;
// 可以更改为
int i = n << 1; // 相信我会快。
int c = n >> 4;
// 如：
int i = 100;
while(i % 2 == 1){// 对于for循环同样使用。
i--;
}
// 改为
while(i & 1){ // 用位运算代替
--i;// 前自减/增 比 后自减/增快。
}
// 如：
int i = 0;
int x = i--;
// 改为
int x = i;
--i;// 这样结果一样， 但编译后，会少一条汇编指令。
7.其他
对于填空题，如果有些不知道如何用代码实现，要尽可能的利用身边的一切资源，比如Excel，手算等等。
对于一些做不出来的题，比如有想法但不知道如何优化时间复杂度的题，暴力去解也要提交上。这样有可能得一定的分数。
还有就是，不要忘记带准考证、身份证、笔。~最重要的是脑子。
参考来源：