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Solution -「JOISC 2021」古老的機器

\(\mathcal{Description}\)

  Link.

  這是一道通訊題。

  對於長度為一個 \(n\),僅包含字元 X, Y, Z 的字串 \(s\),將其中 \(n\) 個字元按任意順序刪去,定義刪除方案的權值為在子串 XYZ 中刪除 Y 的次數。實現兩個函式:

  • void Anna(int N, std::vector<char> S),獲取字串資訊,傳遞不超過 \(7\times10^4\)01 位用於通訊;
  • void Bruno(int N, int L, std::vector<int> A),獲取通訊資訊,給出權值最大的刪除方案。

  \(n\le10^5\)

\(\mathcal{Solution}\)

  先看看怎麼求最大權值。考慮當前最左側 X 的位置 \(i\) 與最左側 Z 的位置 \(j\),若 \(j<i\),顯然刪掉 \(j\) 無任何影響;否則考慮 \(i<k<j\)\(s_k\) 必然取 XY。那麼從 \(j-1\) 逆序刪除到 \(i+1\),最後刪除掉 \(j\),繼續迭代。容易(真的容易)看出這就是最大化權值的方案。

  那麼Anna 需要告訴 Bruno 哪些資訊呢?——唯一的一個 \(i\),和若干 \(j\)。一個小小的壓縮方式是,對於連續的 Z,僅保留最右端的。特別地,在標記 X\(1\)

的後面強制補一個 \(0\) 站位,我們就把資訊串轉化為長度為 \(n+1\),不存在連續 \(1\) 的數字串。每 \(W\) 為一段,利用 Fibonacci 數列求出每段的字典序編號,再轉化為二進位制輸出,就能傳遞資訊啦。

  觀察標稱可知,\(W=63\),此時一段的總情況數接近 \(2^{44}\),損失較小。運算過程當然是 \(\mathcal O(n)\) 的,資訊長度也就比 \(7\times10^4\) 少一百來次。

\(\mathcal{Code}\)

  • Anna.cpp
/* Clearink */

#include "Anna.h"
#include <vector>

#ifndef MY_REP_DEFINED
#define MY_REP_DEFINED
#define rep( i, l, r ) for ( int i = l, rep##i = r; i <= rep##i; ++i )
#define per( i, r, l ) for ( int i = r, per##i = l; i >= per##i; --i )
#endif

namespace {

typedef unsigned long long ULL;

const int MAXN = 1e5, W = 63, B = 44;
int n;
std::vector<char> s;
bool key[MAXN + W + 5];
ULL fib[W + 5];

inline void mark() {
    int i = 0;
    while ( i < n && s[i] != 'X' ) ++i;
    key[i] = true;
    for ( int j = i + 1; j < n; ++j ) {
        while ( j < n && s[j] != 'Z' ) ++j;
        while ( j + 1 < n && s[j + 1] == 'Z' ) ++j;
        if ( i >= n || j >= n ) break;
        key[j + 1] = true;
    }
}

inline void encode() {
    fib[0] = 1, fib[1] = 2;
    rep ( i, 2, W ) fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2];
    
    for ( int l = 0; l <= n; l += W ) {
        ULL msg = 0;
        rep ( i, l, l + W - 1 ) if ( key[i] ) {
            msg += fib[repi - i];
        }
        rep ( i, 0, B - 1 ) Send( msg >> i & 1 );
    }
}

} // namespace.

void Anna( int n, std::vector<char> s ) {
    ::n = n, ::s = s;
    mark(), encode();
}

  • Bruno.cpp
/* Clearink */

#include "Bruno.h"
#include <vector>

#ifndef MY_REP_DEFINED
#define MY_REP_DEFINED
#define rep( i, l, r ) for ( int i = l, rep##i = r; i <= rep##i; ++i )
#define per( i, r, l ) for ( int i = r, per##i = l; i >= per##i; --i )
#endif

namespace {

typedef long long ULL;

const int MAXN = 1e5, W = 63, B = 44;
ULL fib[W + 5];
int n;
std::vector<int> msg;
bool key[MAXN + W + 5];

inline void decode() {
    fib[0] = 1, fib[1] = 2;
    rep ( i, 2, W ) fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2];

    for ( int l = 0; l < msg.size(); l += B ) {
        ULL val = 0;
        per ( i, l + B - 1, l ) val = val << 1 | msg[i];
        rep ( i, l / B * W, i + W - 1 ) {
            if ( val >= fib[repi - i] ) {
                key[i] = true, val -= fib[repi - i];
            }
        }
    }
}

inline void solve() {
    int i = 0;
    while ( i < n && !key[i] ) Remove( i++ );
    if ( i == n ) return ;
    for ( int j = i + 1, las = i; j < n; ) {
        while ( j < n && !key[j + 1] ) ++j;
        per ( k, j - 1, las + 1 ) Remove( k );
        if ( j < n ) Remove( las = j++ );
    }
    Remove( i );
}

} // namespace.

void Bruno( int n, int l, std::vector<int> msg ) {
    ::n = n, ::msg = msg;
    decode(), solve();
}