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P1852 跳跳棋 [LCA思想+二分答案]

前言

一道超級好的模型題,構建模型的思想直接學習(集訓隊的果真都是巨佬啊!!)

題目描述

跳跳棋是在一條數軸上進行的。棋子只能擺在整點上。每個點不能擺超過一個棋子。

我們用跳跳棋來做一個簡單的遊戲:棋盤上有\(3\)顆棋子,分別在\(a,b,c\)這三個位置。我們要通過最少的跳動把他們的位置移動成\(x,y,z\)。(棋子是沒有區別的)
跳動的規則很簡單,任意選一顆棋子,對一顆中軸棋子跳動。跳動後兩顆棋子距離不變。一次只允許跳過\(1\)顆棋子。
寫一個程式,首先判斷是否可以完成任務。如果可以,輸出最少需要的跳動次數。

輸入格式

第一行包含三個整數,表示當前棋子的位置\(a\ b\ c\)。(互不相同)

第二行包含三個整數,表示目標位置\(x\ y\ z\)。(互不相同)

輸出格式

如果無解,輸出一行\(NO\)

如果可以到達,第一行輸出\(YES\),第二行輸出最少步數。

輸入輸出樣例

輸入

1 2 3
0 3 5

輸出

YES
2

說明/提示

\(20\%\) 輸入整數的絕對值均不超過\(10\)

\(40\%\) 輸入整數的絕對值均不超過\(10000\)

\(100\%\) 絕對值不超過\(10^9\)

分析

搜標籤\(LCA\)搜到的這個題,挺僥倖的。

分析一下,一個三元組,由於每次只能越過一個棋子跳,所以在有序的狀態下只有三種可能:
\(1\)、從中間向兩邊跳。 \(2\)、從左向中間跳,條件是左邊的距離小於右邊。 \(3\)

、從右向中間,條件與上邊相反。

根據這個我們可以看出來一個性質:棋子位置的狀態可以近似看作一個二叉樹,而它的根節點就是左右兩邊距離相等的情況,也就是隻能從中間向兩邊跳,那麼這個問題的第一問就很好解決了,因為假如兩個三元組跳到所謂的根的狀態的時候的位置不一樣,那麼肯定從一個不能擴充套件到另一個,這時候只需要讓兩個三元組表示的座標一直跳,直到跳不了了,那麼就到了根,判斷一下根是否相同,不相同就是\(NO\),否則繼續向下找需要跳多少步。

第一個問題解決了,接下來解決第二個:

想一下,如果兩個狀態在同一個二叉樹裡,而且我們需要求他們之間跳多少步才能相等。!!!!這不就顯然了嗎,樹上距離當然要用\(LCA\)

了。可是這個三元組的狀態是沒法建樹的,所以我們只需要用到求\(LCA\)的思想就行了,即:先把兩個狀態距離根的步數統一(對應到求\(LCA\)裡就是把深度調到一樣),然後二分向上跳的步數,最後找到一個兩個狀態都向上跳\(L\)步,那麼總的步數就是之前的高度(步數差)加上二分出來的答案的二倍!!成功切掉。

程式碼



#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 5;
const int Inf = 1e9+10;
int a[maxn],b[maxn];
struct Node{//結構體存狀態
	int a[maxn];
};
int ans,jl;
int dep1,dep2;
Node js(int *a,int dep){
	int d1 = a[2] - a[1];
	int d2 = a[3] - a[2];
	Node ans;
	for(int i=1;i<=3;++i){//記錄狀態
		ans.a[i] = a[i];
	}
	if(d1 == d2)return ans;//如果不能繼續跳,那麼就是根,直接返回
	if(d1 < d2){//左邊距離中間小於右邊,那麼就向右邊跳
		int step = min(dep,(d2-1)/d1);//找到這個狀態能跳多少步
		dep -= step;//總的步數減去這個狀態走的步數
		jl += step;//jl記錄的是一共走了多少步
		ans.a[2] += step * d1;//更新位置
		ans.a[1] += step * d1;
	}
	else{//左邊距離中間大於右邊,那麼就向左邊跳,下邊都是一樣的,就是更新位置需要減,也就是向左更新
		int step = min(dep,(d1-1)/d2);
		dep -= step;
		jl += step;
		ans.a[2] -= step * d2;
		ans.a[3] -= step * d2;
	}
	if(dep)return js(ans.a,dep);//如果還能跳就繼續跳
	else return ans;不能就返回
}
int main(){
	for(int i=1;i<4;++i){
		scanf("%d",&a[i]);
	}
	for(int i=1;i<4;++i){
		scanf("%d",&b[i]);
	}
	sort(a+1,a+4);
	sort(b+1,b+4);
	Node zt1 = js(a,Inf);//找到第一個三元組的根
	dep1 = jl;
	jl = 0;
	Node zt2 = js(b,Inf);//第二個三元組的根
	dep2 = jl;
	jl = 0;
	int flag = 0;
	for(int i=1;i<4;++i){
		if(zt1.a[i] != zt2.a[i])flag = 1;
	}
	if(flag){//如果根狀態不一樣,直接輸出NO
		puts("NO");
		return 0;
	}
	if(dep1 > dep2){
		swap(dep1,dep2);
		for(int i=1;i<4;++i){
			swap(a[i],b[i]);
		}
	}
	int l = 0, r = dep1;
	ans = dep2 - dep1;//記錄深度差
	zt1 = js(b,ans);//調整到同一深度
	for(int i=1;i<4;++i){//記錄下來狀態
		b[i] = zt1.a[i];
	}
	while(l <= r){//二分答案
		int mid = (l+r)>>1;
		flag = 0;
		zt1 = js(a,mid);
		zt2 = js(b,mid);
		for(int i=1;i<4;++i){
			if(zt1.a[i] != zt2.a[i])flag = 1;
		}
		if(flag)l = mid+1;
		else r = mid-1;
	}
	puts("YES");
	printf("%d\n",ans+2*l);
	return 0;
}