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    荷马史诗

    Description

    追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷马

    Allison 最近迷上了文学。她喜欢在一个慵懒的午后,细细地品上一杯卡布奇诺,静静地阅读她爱不释手的《荷马史诗》。但是由《奥德赛》和《伊利亚特》组成的鸿篇巨制《荷马史诗》实在是太长了,Allison 想通过一种编码方式使得它变得短一些。
    一部《荷马史诗》中有 n 种不同的单词,从 1 到 n 进行编号。其中第 i 种单词出现的总次数为 wi。Allison 想要用 k 进制串 si 来替换第 i 种单词,使得其满足如下要求:
    对于任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si 不是 sj 的前缀。
    现在 Allison 想要知道,如何选择 si,才能使替换以后得到的新的《荷马史诗》长度最小。在确保总长度最小的情况下,Allison 还想知道最长的 si 的最短长度是多少?
    一个字符串被称为 k 进制字符串,当且仅当它的每个字符是 0 到 k−1 之间(包括 0 和 k−1)的整数。
    字符串 Str1 被称为字符串 Str2 的前缀,当且仅当:存在 1≤t≤m,使得 Str1=Str2[1..t]。其中,m 是字符串 Str2 的长度,Str2[1..t] 表示 Str2 的前 t 个字符组成的字符串。
     

    Input

    输入文件的第 1 行包含 2 个正整数 n,k,中间用单个空格隔开,表示共有 n 种单词,需要使用 k 进制字符串进行替换。

    接下来 n 行,第 i+1 行包含 1 个非负整数 wi,表示第 i 种单词的出现次数。
     

    Output

    输出文件包括 2 行。

    第 1 行输出 1 个整数,为《荷马史诗》经过重新编码以后的最短长度。
    第 2 行输出 1 个整数,为保证最短总长度的情况下,最长字符串 si 的最短长度。
     

    Sample Input

    4 2
    1
    1
    2
    2

    Sample Output

    12
    2

    HINT

    用 X(k) 表示 X 是以 k 进制表示的字符串。

    一种最优方案:令 00(2) 替换第 1 种单词,01(2) 替换第 2 种单词,10(2) 替换第 3 种单词,11(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:

    1×2+1×2+2×2+2×2=12

    最长字符串 si 的长度为 2。

    一种非最优方案:令 000(2) 替换第 1 种单词,001(2) 替换第 2 种单词,01(2) 替换第 3 种单词,1(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:

    1×3+1×3+2×2+2×1=12

    最长字符串 si 的长度为 3。与最优方案相比,文章的长度相同,但是最长字符串的长度更长一些。
     
    对于所有数据,保证 2≤n≤100000,2≤k≤9。

    选手请注意使用 64 位整数进行输入输出、存储和计算。

     


      分析:

      在lyd的书上看到的题,一道理解哈夫曼树的好题。

      一开始看到这道题真的一脸懵逼,什么鬼?但实际上给这道题就是最基本的构造哈夫曼树。关于哈夫曼树的知识蒟蒻估计自己也讲不太清,就不多介绍了,这里就只讲下这道题的思路。看懂题意之后不难理解,需要维护的是最短带权路径和与树的高度,那就不难想到用优先队列依次将权值最小的k个点合并成父节点,直到只剩下一个节点为止。

      当然,要注意补足节点。因为每次都是将k个节点合并为1个(减少k-1个),一共要将n个节点合并为1个,如果(n-1)%(k-1)!=0 则最后一次合并时不足k个。也就表明了最靠近根节点的位置反而没有被排满,因此我们需要加入k-1-(n-1)%(k-1)个空节点使每次合并都够k个节点(也就是利用空节点将其余的节点挤到更优的位置上)。

      Code:

      

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    ll n,k,cnt,ans,maxh,temp;
    struct Node{
        ll val,h;
        Node(ll x,ll y)
        {val=x;h=y;}
        bool friend operator < (const Node x,const Node y){
            return x.val==y.val?x.h>y.h:x.val>y.val;}
    };
    priority_queue<Node>team;
    inline ll read()
    {
        char ch=getchar();ll num=0;bool flag=false;
        while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')flag=false;ch=getchar();}
        while(ch>='0'&&ch<='9'){num=num*10+ch-'0';ch=getchar();}
        return flag?-num:num; 
    }
    int main()
    {
        n=read();k=read();
        for(int i=1;i<=n;i++){
        temp=read();team.push(Node(temp,1));}
        if((n-1)%(k-1)!=0)cnt=k-1-(n-1)%(k-1);
        for(int i=1;i<=cnt;i++)team.push(Node(0,1));
        cnt+=n;
        while(cnt>1){
            temp=maxh=0;
            for(int i=1;i<=k;i++){
                Node x=team.top();
                team.pop();
                temp+=x.val;
                maxh=max(maxh,x.h);}
            ans+=temp;
            team.push(Node(temp,maxh+1));
            cnt-=k-1;}
        printf("%lld
    %lld
    ",ans,team.top().h-1);
        return 0;
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cytus/p/9200582.html
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