• POJ1472Instant Complexity


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    大致题意:

    给出一段Pascial程序,计算其时间复杂度(能计算的项则计算,不能计算则化到最简的关于n的表达式O(n),并把各项根据n的指数从高到低排列),输出时,系数为0的项不输出,系数为1的项不输出系数,指数为1的项不输出指数。

    一段程序只有唯一一个BEGIN,代表程序的开始。与其对应的为最后的END,代表程序的结束。

    一段程序最多只有10层循环嵌套,循环的入口为LOOP,一个LOOP对应一个END,代表该层循环的结束。

    一段程序中OP的个数不限。

     

    LOOP是循环的入口,其后面的数据可能是常量(非负整数),也可能是变量n,代表循环体执行的次数。

    OP是语句,其后面的数据只能为常量(非负整数),代表该语句执行的次数。

     

    解题思路:

    此题就是一条表达式化简的模拟题,用递归直接模拟。

    以第一个样例说明处理方法:

    BEGIN

      LOOP n

        OP 4

        LOOP 3

          LOOP n

            OP 1

          END

          OP 2

        END

        OP 1

      END

      OP 17

    END

    从该例子我们可以得到一条关于n的最初表达式:

      n*(4+3*(n*1+2)+1)+17

    稍微化简一下,合并同一层的OP值,得到了

    n*(3*(n*1+2)+5)+17

    不难看出每一个循环体都能写成k*n+i形式的子表达式,其中loop*关系,op+关系

     

    由于最大循环次数为10,那么我们用exp[11]存储多项式的每一项的指数i和系数k=exp[i],其中exp[0]其实就是常数项,由OP语句产生

     

    注意LOOP后面可能输入字符n,也可能输入数字,处理方法:用字符串输入s,若为s[0]==n,则直接作字符处理;若s[0]!=n,则认为是数字串,把它转换为int再处理。

    Source修正:

    http://www.informatik.uni-ulm.de/acm/Regionals/1997/

      1 //Memory Time 
    2 //264K 0MS
    3
    4 #include<iostream>
    5 using namespace std;
    6
    7 /*字符串转数字*/
    8 int StrToNum(char* s)
    9 {
    10 int digit=0;
    11 for(int i=0;s[i];i++)
    12 digit=digit*10+(s[i]-'0');
    13
    14 return digit;
    15 }
    16
    17 bool solve(int* exp)
    18 {
    19 char s[30];
    20 cin>>s;
    21
    22 if(s[0]=='E') //END
    23 return false;
    24 else if(s[0]=='B') //BEGIN
    25 while(solve(exp)); //若因为OP返回,则继续;若因为END返回,则结束
    26 else if(s[0]=='O') //0P
    27 {
    28 cin>>s;
    29 exp[0]+=StrToNum(s);
    30 return solve(exp);
    31 }
    32 else //LOOP
    33 {
    34 int TempExp[11]={0}; //临时exp[]
    35 cin>>s;
    36 while(solve(TempExp));
    37
    38 if(s[0]=='n') //LOOP n
    39 {
    40 for(int i=10;i>0;i--)
    41 TempExp[i]=TempExp[i-1]; //表达式乘以n,则所有项的次数+1
    42 TempExp[0]=0;
    43 }
    44 else //LOOP Num
    45 {
    46 int x=StrToNum(s);
    47 for(int i=0;i<11;i++)
    48 TempExp[i]*=x; //表达式乘以const,则所有项的系数*const
    49 }
    50 for(int i=0;i<11;i++)
    51 exp[i]+=TempExp[i];
    52 }
    53 return true;
    54 }
    55
    56 int main(void)
    57 {
    58 int test;
    59 cin>>test;
    60 for(int t=1;t<=test;t++)
    61 {
    62 char s[6];
    63 int exp[11]={0}; //指数为i的项,其系数为exp[i]
    64
    65 solve(exp);
    66
    67 cout<<"Program #"<<t<<endl;
    68 cout<<"Runtime = ";
    69
    70 bool flag=false;
    71 bool before=false; //标记输出当前项之前,是否输出过前面的项
    72 for(int i=10;i>=0;i--)
    73 if(exp[i]) //当系数不为0时,才输出该项
    74 {
    75 flag=true;
    76
    77 if(before)
    78 {
    79 cout<<'+';
    80 before=false;
    81 }
    82
    83 if(!i) //当指数为0时,直接输出系数
    84 {
    85 cout<<exp[i];
    86 before=false;
    87 }
    88 else
    89 {
    90 bool sign=false; //标记系数是否为1
    91 if(i && exp[i]!=1)
    92 {
    93 sign=true;
    94 cout<<exp[i];
    95 before=true;
    96 }
    97 if(i) //当指数不为0时
    98 {
    99 if(sign)
    100 cout<<'*';
    101 cout<<'n';
    102 if(i!=1)
    103 cout<<'^'<<i;
    104 before=true;
    105 }
    106 }
    107 }
    108 if(!flag)
    109 cout<<0<<endl<<endl;
    110 else
    111 cout<<endl<<endl;
    112 }
    113 return 0;
    114 }
    Sample Input
    11
    BEGIN
      LOOP n
        OP 4
        LOOP 3
          LOOP n
            OP 1
          END
          OP 2
        END
        OP 1
      END
      OP 17
    END
     
    BEGIN
      OP 1997 LOOP n LOOP n OP 1 END END
    END
     
    BEGIN
      LOOP 0 OP 17 END
    END
     
    BEGIN
      LOOP n OP 0 END
    END
     
    BEGIN
      OP 1 LOOP n LOOP n OP 3 LOOP n OP 2 END END END
    END
     
    BEGIN
      LOOP n OP 1
      LOOP n OP 2
      LOOP n OP 3
      LOOP n OP 4
      LOOP n OP 5
      LOOP n OP 6
      LOOP n OP 7
      LOOP n OP 8
      LOOP n OP 9
      LOOP n OP 10
      END END END END END
      LOOP 17 LOOP n LOOP n OP 3 END END END
      END END END END END
    END
     
    BEGIN LOOP 1 LOOP 2 LOOP 3 OP 1 LOOP 4 LOOP 5 LOOP 6 LOOP 7 LOOP 8 OP 1
    END END END END OP 2 END END END END OP 17 END
     
    BEGIN OP 1 OP 2 OP 3 OP 4 OP 5 OP 6 OP 7 OP 8 OP 9 OP 10 OP 11 OP 12 END
     
    BEGIN LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n LOOP n
    OP 12345 END END END END END END END END END END END
     
         BEGIN               OP
                     17
       LOOP 2
         LOOP n
     
              LOOP
     2 OP
     
     4 LOOP
     
     
             n OP 4
      LOOP n OP 5
     
     
                  END
     
      END OP 4                END
     
         END     END        
     
    END
     
     
     
                          BEGIN
        OP 0       LOOP          n       LOOP
      n
     
    OP 88     OP  0   LOOP n LOOP 0 OP 17 END END
     
     
     
                         END                         END
     
    OP 0                     LOOP n LOOP 3 OP 0 END
    END OP 8
    END
     
     
    Sample Output
    Program #1
    Runtime = 3*n^2+11*n+17
     
    Program #2
    Runtime = n^2+1997
     
    Program #3
    Runtime = 0
     
    Program #4
    Runtime = 0
     
    Program #5
    Runtime = 2*n^3+3*n^2+1
     
    Program #6
    Runtime = 10*n^10+9*n^9+8*n^8+58*n^7+6*n^6+5*n^5+4*n^4+3*n^3+2*n^2+n
     
    Program #7
    Runtime = 40391
     
    Program #8
    Runtime = 78
     
    Program #9
    Runtime = 12345*n^10
     
    Program #10
    Runtime = 20*n^3+16*n^2+32*n+17
     
    Program #11
    Runtime = 88*n^2+8
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