合併果子【單調佇列】
【問題描述】
在一個果園裡,多多已經將所有的果子打了下來,而且按果子的不同種類分成了不同的堆。多多決定把所有的果子合成一堆。
每一次合併,多多可以把兩堆果子合併到一起,消耗的體力等於兩堆果子的重量之和。可以看出,所有的果子經過n-1次合併之後,就只剩下一堆了。多多在合併果子時總共消耗的體力等於每次合併所耗體力之和。
因為還要花大力氣把這些果子搬回家,所以多多在合併果子時要儘可能地節省體力。假定每個果子重量都為1,並且已知果子的種類數和每種果子的數目,你的任務是設計出合併的次序方案,使多多耗費的體力最少,並輸出這個最小的體力耗費值。
例如有3種果子,數目依次為1,2,9。可以先將1、2堆合併,新堆數目為3,耗費體力為3。接著,將新堆與原先的第三堆合併,又得到新的堆,數目為12,耗費體力為12。所以多多總共耗費體力=3+12=15。可以證明15為最小的體力耗費值。
【輸入檔案】
輸入檔案fruit.in包括兩行,第一行是一個整數n(1<=n<=10000),表示果子的種類數。第二行包含n個整數,用空格分隔,第i個整數ai(1<=ai<=20000)是第i種果子的數目。
【輸出檔案】
輸出檔案fruit.out包括一行,這一行只包含一個整數,也就是最小的體力耗費值。輸入資料保證這個值小於231。
【樣例輸入】
3
1 2 9
【樣例輸出】
15
【資料規模】
對於30%的資料,保證有n<=1000:
對於50%的資料,保證有n<=5000;
對於全部的資料,保證有n<=10000。
這個題目大家很熟悉的方法是進行排序後用堆進行操作,實現哈夫曼樹,兩步操作複雜度為O(nlogn)。自然這裡的排序和上面一樣,都是將資料對映到數軸上,再進行貪心處理。不過我在這裡要進行一下擴充套件,利用一下單調性。原演算法中堆的每次操作級別為logn,原因是每次的操作破壞了資料的單調性。如果我們把每次新合併出來的資料另外處理,保持原來資料的單調性,就減少了操作,降低了複雜度。具體方法是利用佇列的性質,開兩個陣列,第一個陣列存排序後的原資料,另一個數組存每次合成的資料,因為原資料是從小到大排布,新陣列中的資料也會由小到大排布,這樣,每次只要在這兩個佇列的開頭選兩次最小的元素再進行合併,並將生成的資料放入第二個佇列的末端就可以了。這樣的處理方式將合併過程的複雜度變成了O(n)
對於此類的如果生成的數,破壞了原來的單調性,則可以另外以開佇列的方式解決,就是單調佇列的問題