e-olymp 333. Детская железная дорога-2

Антон Куперман
Антон Куперман

Latest posts by Антон Куперман (see all)

Задача

После того как мама запретила Витэку заниматься неизвестным языком и забрала у него все кубики, не относящиеся к латинскому алфавиту, он нашел для себя новое занятие на детской железной дороге. Для начала он построил несколько депо, куда мог отправлять лишние вагончики, правда забирать их оттуда он не научился. И вот, имея некий запас кубиков с большими буквами латинского алфавита, он решил тайком от мамы заняться изучением английского языка. Но так как даже словарем с не родным английским языком мама запретила ему пользоваться, Витэк решил составить свой словарь.

В словарь он вначале заносил слово, образованное из начального расположения кубиков с буквами на вагончиках, а далее новые образовывал путем отцепления некоторого количества букв либо в начале состава, либо в конце, либо с обеих сторон, каждый раз используя за начальное первичное расположение кубиков.

Сколько всего разных слов может быть в таком необычном «английском» словаре Витэка?

Тесты

Входные данные
Выходные данные
ALPHABET 35
AAAA 4
UNIVERSITY

54
ABABABABC

24

Код

Решение

Казалось бы, задачу можно решить простым циклом. Ведь в 6-буквенном слове: 6 однобуквенных слов, 5 двубуквенных и т.д. Однако очевидной становится проблема повторения,причем не только повторений букв, но и повторений подстрок, что изрядно усложняет наше решение. Создадим вектор, состоящий из строк, куда мы будем добавлять все подстроки строки из входного потока. Отсортируем полученный вектор. Это нужно для того чтобы одинаковые элементы шли рядом с друг другом. Тогда мы можем использовать функцию unique(), которая удалит из вектора все повторяющиеся элементы, кроме одного. Для того, чтобы провести resize() вектора нам понадобится итератор, который мы приравняем к функции unique(). После resize() останется только вывести размер вектора и прибавить к нему единицу, так как само слово не является подстрокой.

Ссылки

1.Код на ideone

2.Условие на e-olymp

Вычисление математических выражений

Условие задачи:
Пусть дана строка, которая является математическим выражением, содержащим числа, переменные и различные операции. Требуется вычислить его значение.

Помимо создания прототипа работы элементарного калькулятора, рассмотрим решение одной из подзадач — «Многочлен», найденную на просторах сайта e-olymp.

Входные данные:

В первой строке входного файла записано математическое выражение. Между операндами используются бинарные операторы ([latex]+[/latex], [latex]–[/latex], [latex]\ast[/latex], [latex]/[/latex], [latex]\wedge[/latex]) и унарный знак ([latex]–[/latex]). Если данное выражение представляет собой многочлен, то каждый одночлен записывается как [Коэффициент*]x[^Степень] или [Коэффициент], где [Коэффициент] — натуральное число, не превосходящее 100, x — символ переменной (всегда маленькая латинская буква [latex]x[/latex]), [Степень] — натуральное число, не превосходящее 4. Параметры, взятые в квадратные скобки, могут быть опущены. Во второй строке будет записано одно целое число — значение x. Все числа в исходном файле по модулю не превосходят 100. Количество одночленов не более 10 (могут быть одночлены одинаковой степени).

Выходные данные:

В выходной файл нужно записать одно число — результат вычисления данного математического выражения.

Тесты:

Входные данные Выходные данные
16-(4^3+52/2) -74
-2+x^1-3*x^2+x^2+100*x^3-2*x -7 -34393
-2*x^2+16*x^3-x (-3)^4 8489853
x^2-5*x+15-8*x^4 0 15

Код на с++:

Описание решения задачи:

В основе решения данной задачи лежит алгоритм, который переводит математические выражения в обратную польскую нотацию, что в дальнейшем позволяет решать данные выражения. Особенностью данной записи, в отличие от привычных нам, является постфиксная форма представления, где операторы математической формулы размещены после своих операндов.
Рассмотрим само решение. На входе программа получает две строки: одна из них представляет само математическое выражение/многочлен — [latex]formula[/latex] и при необходимости вторую — [latex]x[/latex], где передается значение переменной, использованной в многочлене. Если же на вход поступил не многочлен, данная строка сразу же идет на преобразование из инфиксной формы(оператор размещен между операндами) в постфиксную. В ином случае, с помощью встроенных библиотечных функций класса [latex]string[/latex] мы заменяем все переменные на вторую строку [latex]x[/latex] и выполняем точно такую же работу. Разберем ближе сам алгоритм преобразования строки и ее подсчета. Заведём два стека: [latex]value[/latex] — для чисел, [latex]op[/latex] — операций и скобок. Для второго стека является основным предусловие, что все операции упорядочены в нём по строгому убыванию приоритета, если двигаться от вершины стека. Будем идти слева направо по выражению в обратной польской нотации; если текущий элемент — число, то кладём на вершину стека [latex]value[/latex] его значение; если же текущий элемент — операция, то достаём из стека два верхних элемента (или один, если операция унарная), применяем к ним операцию, и результат кладём обратно в стек. Итого в [latex]value[/latex] останется один элемент — значение выражения.

Код задачи на с++
Засчитанное решение на e-olymp

e-olymp 1078. Степень строки

Задача

Обозначим через [latex]a \cdot b[/latex] конкатенацию строк [latex]a[/latex] и [latex]b[/latex].

Например, если [latex]a =[/latex]«abc» и [latex]b =[/latex]«def» то [latex]a \cdot b =[/latex]«abcdef».

Если считать конкатенацию строк умножением, то можно определить операцию возведения в степень следующим образом:
[latex]a^{0} =[/latex]«» (пустая строка)
[latex]a^{n+1} = a \cdot a^{n}[/latex]

По заданной строке [latex]s[/latex] необходимо найти наибольшее значение [latex]n[/latex], для которого [latex]s = a^{n}[/latex] для некоторой строки [latex]a[/latex].

Входные данные

Каждый тест состоит из одной строки [latex]s[/latex], содержащей печатные (отображаемые) символы. Строка [latex]s[/latex] содержит не менее одного и не более миллиона символов.

Выходные данные

Для каждой входной строки [latex]s[/latex] вывести в отдельной строке наибольшее значение [latex]n[/latex], для которого [latex]s[/latex] = [latex]a^{n}[/latex] для некоторой строки [latex]a[/latex].

Тесты

Входные данные Выходные данные
abcabc
gcdgcd
gcgcgc
gggggg
hhhh
2
2
3
6
4
BbbbBbbbBbbb
dogdogdog
aaaaaaaa
cstring
3
3
8
1

Код программы (c-string)

Решение задачи (c-string)

Из условия следует, что степень строки определяется максимальным числом одинаковых подстрок. В таком случае степень строки является одним из делителей длины этой строки, и очевидно, что максимальная степень строки будет обратно пропорциональна максимальной длине подстроки.

Для решения поставленной задачи используем функцию cstringpow, которая в качестве аргумента принимает строку, и возвращает её степень. Реализуем эту функцию следующим образом: вначале ищем делители значения переменной size (с использованием счётчика i в цикле), в которую было предварительно была сохранена длина строки, полученная функцией strlen. Числа, которые будут получатся из выражения size/i, будут предполагаемой максимальной степенью строки. Естественно, они будут находится в порядке убывания.
Найденные счётчиком делители будут представлять из себя длины подстрок, на которые можно полностью разбить данную строку. Затем, используя функцию strncmp, сравниваем каждую подстроку. В случае, если какие-то из подстрок не совпали, то предположенная максимальная степень строки не является верной, и необходимо искать следующую. Иначе (если несовпадающих подстрок не найдено, то) значение выражения size/i будет ответом на поставленную задачу. В крайнем случае, необходимое разбиение строки не будет найдено, и тогда совокупностью одинаковых подстрок будет сама строка, а следовательно её степень равна [latex]1[/latex].

Код программы (string)

Решение задачи (string)

Решение задачи с использованием класса string аналогично. Единственное отличие — замена функций strlen и strncmp, предназначенных для работы с c-string, на эквивалентные им методы класса string size и compare.

Ссылки

e-olymp 131. Слова

Задача
Из слова «молоко» можно составить слово «коло». Сколько слов из заданного словаря можно составить, используя буквы заданного слова, причем каждую букву можно использовать не более одного раза.

Тесты

Входные данные Выходные данные
молоко
4
мило
коло
коліно
око
2
приветствие
8
ветер
треск
спирт
трепет
перерыв
север
текст
привести
5

Код программы

Решение
Создаем вектор [latex]D[/latex], в котором будем хранить количество каждого символа в слове, и обнуляем его. Тип [latex]char[/latex] вмещает максимум [latex]256[/latex] значений (в диапазоне от [latex]-127[/latex] до [latex]126[/latex]). Класс [latex]string[/latex] состоит из символов типа [latex]char[/latex], поэтому для того, чтобы «вернуть» значения этих символов к положительным (в чём возникает необходимость при обращении к элементам вектора), к ним прибавляется [latex]127[/latex].
Потом считаем число каждого символа в слове. Создаем переменную, в которой будем хранить число слов из словаря, которое можно составить, используя символ первого входного слова. Предполагаем, что слово [latex]words[/latex] составить можно ([latex]words=true[/latex]). Считаем использованные символы из первой входной строки и, если вдруг число стало отрицательным, то слово составить нельзя, обнуляем переменную [latex]words[/latex] и останавливаем цикл. К переменной [latex]rez[/latex] прибавляем переменную [latex]words[/latex] и выводим [latex]rez[/latex].

Ссылки
Код на ideone.com
Задача с сайта e-olymp.com.
Засчитанное решение.

e-olymp 1075. Умножение многочленов

Задача с сайта e-olymp.com.
Засчитанное решение. (C++)
Засчитанное решение. (Java)

Условие задачи

Вводится в символьной форме два многочлена от [latex]x[/latex] с целыми коэффициентами. Вывести их произведение в порядке убывания степеней — также в символьной форме. Степень исходных многочленов не более [latex]10[/latex], коэффициенты исходных многочленов по модулю не более [latex]{ 10 }^{ 4 }[/latex].

Входные данные

В двух строках находятся многочлены.

Выходные данные

В единственной строке выводится многочлен.

Тесты

Входные данные Выходные данные
1 0
0
0
2 x+1
x-1
x^2-1
3 -5
x^2+x+x-2x^3
10x^3-5x^2-10x
3 x^10+2x^9+3x^8
-1
-x^10-2x^9-3x^8
4 x^10+2x^9+3x^8
0
0
5 x^10+5x^2
x^3-4x
x^13-4x^11+5x^5-20x^3

Решение с использованием класса string

Код программы

Нажмите, чтобы выполнить его на ideone.com.

Описание

Сначала в функции main объявляются две строки a и b. В них водятся исходные два многочлена. Но в форме строк, особенно учитывая, что подобные слагаемые не всегда приведены, умножать многочлены не удобно. Потому объявляются три вектора: a_decomposed, b_decomposed и c_decomposed. Первые два имеют размер [latex]11[/latex], поскольку в условии сказано, что многочлены могут быть от нулевой до десятой степени включительно. В них элемент с индексом [latex]i[/latex] равняется коэффициенту при слагаемом многочлена, в котором [latex]x[/latex] имеет степень [latex]i[/latex]. Они заполняются при помощи функции decompose. В ней при помощи функции analyze отдельно анализируется каждое слагаемое многочлена, и результат заносится в вектор. c_decomposed хранит коэффициенты многочлена, полученного умножением двух исходных. Значения его элементов вычисляются при помощи функции multiplicate. После в ходе работы функции compose многочлен в требуемой форме записывается в строку c. Далее, если её первым символом является [latex]+[/latex], он удаляется из строки. Наконец, если c — непустая строка, она выводится. Иначе выводится [latex]0[/latex].

Решение с использованием c-string

Код программы

Нажмите, чтобы выполнить его на ideone.com.

Описание

Алгоритм решения тот же. Следует отметить: поскольку объекты типа char* «не знают» свою длину, и в силу других причин, в некоторых местах программы используются «магические числа». Однако они не взяты случайно, а продиктованы условием задачи (к примеру, тем, что максимальная степень исходных многочленов — [latex]10[/latex] и т.п.). Только подходящее значение переменной max_number_of_symbols было найдено эмпирически.

Решение на Java

Код программы

Нажмите, чтобы выполнить его на ideone.com.

Лабиринт

Маша Лукьянова
Маша Лукьянова

Latest posts by Маша Лукьянова (see all)

Условие:

           Имя входного файла:                стандартный поток ввода
           Имя выходного файла:             стандартный поток вывода
           Ограничение по времени:      2 second
           Ограничение по памяти:        64 мегабайт
Задан лабиринт [latex] N \times N [/latex], некоторые клетки которого могут быть заняты. Дан путь робота длины [latex] k [/latex] по этому лабиринту без указания его начального положения. Известно, что робот до начала движения стоит в одной из свободных клеток. Необходимо определить наименьшее количество передвижений по пути, после которого можно точно определить, где находится робот.

Формат входного файла:

Первая строка входного файла содержит два целых числа через пробел $$ N (1 \leq  N \leq  100) $$ и $$k  (0 \leq  k \leq  10^{5}) $$. В следующих [latex] N [/latex] строках задана карта лабиринта как совокупность 0 и 1 без пробелов: 1 – занятая клетка, 0 – свободная. В последней строке дана последовательность из $$ k  (0 \leq  k \leq  10^{5} ) $$ символов. Символы задают движение робота по лабиринту: символ [latex] U [/latex] — вверх, [latex] D [/latex] — вниз, [latex] R [/latex] —вправо, [latex] L [/latex] — влево. Других символов в строке передвижений нет, все символы в верхнем регистре латиницы.

Формат выходного файла:

В единственной строке выходного файла выведите единственное целое число не меньше нуля — наименьшее количество передвижений по пути, после которого можно точно определить местоположение робота. Если ответ не существует, либо входные данные некорректны, выведите -1.

Тесты:

Входные данные Выходные данные
1
 2 0
 11
 01
 0
2
 2 0
 11
 11
 -1
3
2 1
11
01
R
 -1
4
3 3
000
010
000
RDU
2
5 5 5
00010
10001
00100
10100
01101
RDUUU
4

Решение:

Если попробовать решить эту задачу «в лоб», то решение не будет удовлетворять пределу по времени, так как в худшем случае, нам надо перебрать $$ 10^{4} $$ возможных начальных позиций и совершить из них  $$ 10^{5} $$  ходов, что в результате дает  $$ 10^{9} $$ операций.

Решение «в лоб»:

  • Заведем список позиций в лабиринте, которым соответствуют элементы матрицы, в которые может попасть робот. В изначальном состоянии, без просмотра пути передвижения робота, это будут все позиции в лабиринте, где значение равно $$ 0 $$. После чего, проходя путь робота по шагам, будем для всех позиций в списке проверять:
    • Если мы вышли за границу матрицы, или в клетке, в которую мы собираемся перейти стоит $$ 1 $$, тогда удаляем эту позицию, поскольку она для нас недостижима.
    • Иначе ничего не делаем.
  • Если количество текущих вариантов пути стало равным $$ 1 $$, то мы запоминаем количество ходов при которой была достигнута данная ситуация.
  • Так будем делать до тех пор, пока робот закончил свой путь.
  • Если после всех проделанных нами операций остался один вариант полностью пройденного пути, тогда ответ найден. А именно это будет ход, после которого у нас кол-во удовлетворяющих позиций стало равным $$ 1 $$. В любом другом случае ответ нельзя определить однозначно.

Другая идея состоит в том, чтобы построить карту «переходов», в которой будет храниться номер хода, на котором робот впервые попал в эту клетку и ее координаты. Эта карта играет роль некоторого шаблона полного пути робота и «накладывая» его на каждый элемент матрицы в качестве начальной позиции, мы проверяем мог ли данный элемент матрицы служить «пунктом отправления» робота. Если такой элемент есть и он единственен, значит, можно однозначно определить начальное положение робота, но для того чтобы определить минимальное количество требуемых ходов-нужно последовательно удалять последние ходы из карты, «накладывая» изменившийся шаблон на каждый элемент, до тех пор, пока количество элементов удовлетворяющих шаблону не возрастет. Что значит, что мы получим номер решающего хода после которого судьба робота решится однозначно, значит ответом будет предыдущий ход. Стоит отметить, что если в карте останется всего лишь один элемент (соответствующий первому ходу), то расположение робота определялось однозначно первым ходом.

Submission.