Черная пятница

Курьянов Павел
Курьянов Павел

Latest posts by Курьянов Павел (see all)

Разбор задачи с 1/8 ACM ICPC по украинскому региону 25 марта 2017.

Задача. Завтра черная пятница — самая большая новогодняя распродажа. Степан, как владелец магазина, принял решение, что цены всех товаров будет снижено на 25%. Он выяснил, что начальные цены на все товары делились на 4, поэтому после снижения цен все цены тоже выражаются целым числом. Степан вечером перед распродажей снял ценники с всех товаров и напечатал для каждого товара еще один ценник со скидкой. Он оставил их на столе, рассчитывая утром их развесить. Но, когда он пришел утром в магазин, то выяснилось, что уборщица смешала все ценники вместе, и теперь Степану нужно отделить старые ценники от новых.
Помогите ему.
Входные данные:
Первый ряд входного файла содержит одно число N (2 ≤ N ≤ 105), N — четное. Следующие N рядов содержат положительные числа не больше чем 109, которые идут в порядке возрастания по одному в ряду — числа со всех ценников (как старых так и новых). Гарантируется, что входные данные корректны, то есть решение существует.
Выходные данные:
Вывести N/2 целых числе в порядке возрастания — стоимость товаров после снижения цен.

Тесты

входные данные результат работы
6 30
30 40
40 45
42
45
56
60

Код задачи

Решение задачи
Так как нам изначально известно, общее количество ценников, то вводим их все в массив, где как нам уже сказано по условию, они будут располагаться в порядке возрастания. Значит, уже с первого элемента мы получим новую цену так как она будет точно меньше любой наименьшей до скидки. Находим старую цену соответствующую ей и обнуляем ее (это делается для оптимизации времени работы кода, чтоб потом мы не искали старую цену от этого элемента). Так же, после первого нахождения старой цены мы начинаем поиск остальных с этого же места, потому что меньше они точно не могут быть и наш алгоритм должен продвигаться только вперед.
Таким образом, мы проходим через все цены, выписываем все новые цены, а старые «выбрасываем» из-за ненужности.
Ссылка на код задачи

e-olymp 1060. Линии

Задача взята с сайта e-olymp.com.

Условие задачи

В таблице из [latex]n[/latex] строк и [latex]n[/latex] столбцов некоторые клетки заняты шариками, другие свободны. Выбран шарик, который нужно переместить, и место, куда его переместить. Выбранный шарик за один шаг перемещается в соседнюю по горизонтали или вертикали свободную клетку. Требуется выяснить, возможно ли переместить шарик из начальной клетки в заданную, и если возможно, то найти путь из наименьшего количества шагов.

Входные данные

В первой строке находится число [latex]n \left (2\leq n\leq 40 \right )[/latex], в каждой из следующих [latex]n[/latex] строк — по [latex]n[/latex] символов. Символом точки обозначена свободная клетка, латинской заглавной [latex]O[/latex] — шарик, [latex]@[/latex] — исходное положение шарика, который должен двигаться, латинской заглавной [latex]X[/latex] — конечное положение шарика.

Выходные данные

В первой строке выводится [latex]Y[/latex], если движение возможно, или [latex]N[/latex], если нет. Если движение возможно далее следует [latex]n[/latex] строк по [latex]n[/latex] символов — как и на вводе, но [latex]X[/latex], а также все точки на пути заменяются плюсами.

Тесты

Входные данные Выходные данные

Код программы

ideone.com

Засчитанное решение на e-olymp.com.

Решение

Для решения данной задачи можно использовать волновой алгоритм.  Считывая исходный массив с лабиринтом находим индексы начального и конечного положения шарика. Затем, начиная с начальной позиции проверяем проходимы ли соседние с ней клетки . Если клетка проходима и не была посещена ранее, помещаем ее в очередь и присваиваем соответствующей клетке массива, в котором хранится путь, значение на единицу большее, чем в начальной клетке. Так каждая помеченная клетка становится начальной, порождая шаги в соседние клетки, пока очередь не опустеет.

Затем, если клетка с конечным положением шарика достижима, необходимо восстановить кратчайший путь. Двигаясь от конечной позиции в начальную, на каждом шаге выбираем клетку значение которой на единицу меньше текущего положения, при этом символы в соответствующих клетках исходного лабиринта заменяем на символ [latex]+.[/latex]

e-olimp №2907. Можете ли Вы ответить на эти вопросы — 3

Условие

Задана последовательность целых чисел [latex]a_1, a_2, \ldots, a_n[/latex] ([latex]| a_i | \le 10000[/latex], [latex]1 \le n \le 50000[/latex]). Над ней Вам следует выполнить [latex]m[/latex] ([latex]m \le 50000[/latex]) операций:

  • модифицировать [latex]i[/latex]-ый элемент последовательности
  • для заданных [latex]x[/latex] и [latex]y[/latex] вывести [latex]MAX[/latex] [latex]\{ a_i + a_{i+1} + \ldots + a_j[/latex], [latex]x \le i \le j \le y \}[/latex]

Входные данные

Первая строка содержит значение n. Следующая строка содержит n целых чисел, задающих последовательность [latex]a_1, a_2, \ldots, an[/latex]. Третья строка содержит число [latex]m[/latex]. Следующие [latex]m[/latex] строк содержат запросы вида:

  • [latex]0[/latex] [latex]x[/latex] [latex]y[/latex]: изменить [latex]a_x[/latex] на [latex]y[/latex] ([latex]| y | \le 10000[/latex]).
  • [latex]1[/latex] [latex]x[/latex] [latex]y[/latex]: вывести [latex]MAX[/latex] [latex]\{ a_i + a_{i+1} + \ldots + a_j, x \le i \le j \le y \}[/latex]

Код программы

Для запроса на выполнение программы нажать здесь.

Ссылка на использованный алгоритм.

Ссылка на засчитанное решение.

AL15. Лабиринт

Условие

Матрица размера [latex]n*m[/latex] определяет некоторый лабиринт. B матрице элемент [latex]1[/latex] обозначает стену, а [latex]0[/latex] определяет свободное место. В первой строке матрицы определяются входы [latex]x_i[/latex], а в последней выходы [latex]y_i[/latex], [latex]i = 1, \ldots, k[/latex], [latex]k \leq n[/latex] которые должны быть нулевыми элементами.

Необходимо определить, можно ли:

а) провести [latex]k[/latex] человек от входа [latex]x_i[/latex] до выхода [latex]y_i[/latex] соответственно, [latex]i = 1, \ldots, k[/latex], таким образом, чтобы каждое свободное место посещалось не более одного раза.

б) то же, но человека можно выводить чеpез любой из выходов. Примечание: Движение в лабиринте осуществляется только по вертикали или горизонтали.

Входные данные

Числа [latex]n[/latex] и [latex]m[/latex] определяющие кол-во строк и столбцов соответственно, [latex]1 \leq n, m \leq 10^4[/latex]. Количество входов [latex]k[/latex]  равно кол-ву выходов, [latex]1 \leq k \leq min(1000, n)[/latex]. Число [latex]k[/latex] не является частью входных данных (не подается на вход программы).

Выходные данные

[latex]YES[/latex], если соответствующий набор маршрутов существует, [latex]NO[/latex] — в противном случае.

Замечания

  1. Легко заметить, что случай б) эквивалентен случаю а). Предположим, что [latex]k > 1[/latex] и мы провели первых [latex]i — 1[/latex] людей (возможно, никого) согласно условию а), [latex]1 \leq i < k[/latex]. Пусть человек под номером [latex]i[/latex] нарушил условие, например, вышел через выход с номером [latex]i + 1[/latex]. Тогда, т.к. его путь цельный и идет от самого первого ряда лабиринта до последнего, он образует «стену» из единичек, заблокировав выход [latex]i[/latex]. Тогда провести всех людей не возможно, ведь кол-ва входов и выходов равны. Следовательно, будем рассматривать как нашу задачу только случай а).
  2. Заполнение клеток каждого из пройденных маршрутов в матрице различными числами вместо единицы и функция
    не имеют отношения к поставленной задаче, так было сделано чтобы при желании можно было посмотреть, какой именно набор маршрутов программа нашла (см. код и тестовые данные, последняя колонка).

Тесты

№ теста Входные данные Выходные данные Пояснение (маршрут)
 1 6 8
1 0 1 0 1 1 0 1
1 0 1 0 0 0 0 1
1 0 1 1 0 0 1 1
1 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 1 1 0 0 1
1 0 0 1 1 1 0 1
 YES 1 a 1 b 1 1 c 1
1 a 1 b b c c 1
1 a 1 1 b c 1 1
1 a b b b c 0 1
1 a b 1 1 c c 1
1 a b 1 1 1 c 1
 2 5 7
1 0 0 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 0
YES 1 a b c 1 1 d
a a b c d d d
a b b c d 1 1
a b c c d d d
a b c 1 1 1 d
 3 7 7
1 1 0 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0
1 1 1 1 0 1 0
YES 1 1 a b 1 1 1
a a a b 0 0 0
a a b b 0 0 0
1 a b b b b 0
a a a a a b 0
a a a 1 a b b
1 1 1 1 a 1 b
 4 5 5
0 1 0 1 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 1 0 1 0
 NO
 5 7 12
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0
0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0
0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0
1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0
 YES 1 1 1 1 1 a 1 1 1 1 1 b
0 0 0 1 a a 1 0 0 0 0 b
0 0 0 a a 1 1 0 1 1 1 b
0 1 1 a 0 0 1 1 1 0 0 b
1 0 1 a 0 0 1 0 0 0 1 b
0 0 0 a a a 1 0 0 1 1 b
1 1 1 1 1 a 1 1 1 1 1 b
 6 3 6
1 1 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0
1 0 1 1 1 1
 YES 1 1 1 1 1 a
0 a a a a a
1 a 1 1 1 1
 7 10 10
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 1 0
0 1 0 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 1 1 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
 YES a 1 1 1 1 1 1 1 1 1
a 1 a a a a a a a a
a 1 a 1 1 1 1 1 1 a
a 1 a 1 a a a a 1 a
a 1 a 1 a 0 1 a 1 a
a 1 a 1 a 0 1 a 1 a
a 1 a a a 0 1 a 1 a
a 1 1 1 1 1 1 a 1 a
a a a a a a a a 1 a
1 1 1 1 1 1 1 1 1 a
 8 10 10
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0 1 0
0 1 0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 1 1 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
 NO
 9 6 7
1 1 1 1 0 0 1
0 0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 1
1 1 0 0 1 1 1
 YES 1 1 1 1 a b 1
a a a 1 a b 1
a 1 a a a b 1
a a 1 b b b 1
1 a a b 0 1 1
1 1 a b 1 1 1
 10 1 5
0 0 0 0 0
 YES a b c d e

Алгоритм

Оптимальной стратегией будет оставлять как можно больше места последующим людям, т.е. для каждого из людей всегда стараться занять либо самые левые, либо самые правые места, «держась» при этом стены лабиринта. Для удобства, будем рассматривать стратегию «поиска влево». Считаем матрицу чисел, и для каждого входа необходимо будет:

  1. Попытаться провести человека согласно описанной выше стратегии.
  2. В случае успеха, отметить все ячейки, пройденные ним, как недоступные. Иначе — будем кидать исключение, ловить которое будем непосредственно в основной функции, при поимке — выводим [latex]NO[/latex] и завершаем работу программы.

За поиск маршрута отвечают 2 функции. Функция

возвращает стек координат (пар чисел), представляющих собой маршрут человека, или кидает исключение в случае его отсутствия. Функция только создает стек, помещает в него первую вершину и запускает рекурсивную функцию

отвечающую непосредственно за поиск, из точки входа с направлением движения вниз (т.к. из входа первый шаг можно совершить только вниз). Алгоритм поиска маршрута:

  1. Находим, в какую клетку мы попали при данном направлении. Определим все направления как подходящие константы и будем получать направление по формуле [latex]dir / 10, dir \mod 10[/latex], первая координата — по вертикали, вторая — по горизонтали. Так, например, для [latex]down = 10[/latex] получим вектор [latex](1, 0)[/latex], соответствующий перемещению на одну ячейку вниз в матрице (для остальных направлений значения подобраны аналогично).
  2. Проверяем, можем ли мы находиться в этой ячейке, если нет (она занята или находится вне матрицы) — не ищем дальше, возвращаем [latex]false[/latex].
  3. Добавляем координаты ячейки в стек route, проверяем, является ли данная точка выходом, если да — завершаем поиск успешно ([latex]true[/latex]).
  4. Составим массив направлений, от наиболее до наименее приоритетных, в зависимости от предыдущего направления. Например, текущее направление было [latex]down[/latex], мы пришли сверху, лучше всего будет попробовать пойти влево, иначе снова вниз, иначе вправо, наверх нельзя (уже были):
    Для других направлений — рассуждения аналогичны.
  5. Поочередно вызовем поиск из новой точки в каждом из направлений в порядке приоритета, при нахождении пути оставшиеся направления (с меньшим приоритетом) не рассматриваем, возвращаем [latex]true[/latex].
  6. Если ни в одном из направлений нельзя попасть к выходу (тупик) — удаляем вершину из стека, возвращаем [latex]false[/latex].

Код

 

Ссылки

Код для тестирования на ideone.

MLoop 2

Задача. Используйте метод хорд для того, чтобы отыскать с точностью [latex]\varepsilon[/latex] все действительные корни уравнения  [latex]\frac{x}{2 \cdot sin x +1}=tan(ln(x^2+1))[/latex].  Для подготовки необходимых графиков воспользуйтесь этим ресурсом.

Тесты(найдено с помощью математической системы WolframAlpha):

[latex]A[/latex] [latex]B[/latex] [latex]x\approx[/latex]
-20 20  -11.6945378230838209122818536587051434153…


-1.25741503276862309237205903178504130394…

0


0.547316310185252929580383582338832450320…

10.9948442206261587135425985750810372810…

Код программы

 

Алгоритм

Для начала запишем данное нам уравнение в виде функции [latex]y=f(x)[/latex] и построим ее график:

[latex]y=\frac{x}{2 \cdot sin x +1}-tan(ln(x^2+1))[/latex]

 

save (4)

Задача о нахождении приближённых значений действительных корней уравнения [latex]f(x)=0[/latex] предусматривает предварительное отделение корня, то есть установление интервала, в котором других корней данного уравнения нет.

Метод хорд предусматривает замену функции на интервале на секущую, и поиск ее пересечения с осью [latex]OX[/latex]. На заданном интервале [latex][a,b][/latex] с точностью [latex]\varepsilon[/latex] корень будет вычисляться согласно итерационному выражению, которое имеет вид:

[latex]x_{i+1}=x_{i-1}-\frac{f(x_{i-1}) \cdot (x_{i}-x_{i-1})}{f(x_{i})-f(x_{i-1}) ) }[/latex]

Данный метод имеет свои недостатки. В первую очередь видно, что он не учитывает возможную разрывность функции, вследствие чего могут возникать ложные корни, или пропадать имеющиеся. Как же выяснить, есть ли корень на данном отрезке? Рассмотрим и проанализируем случаи, в которых метод хорд может выдать ошибочный результат. Возможны следующие варианты:

1. В точке, где находится предполагаемый корень, имеется разрыв второго рода. Здесь метод хорд обнаруживает перемену знака и начинает сужать отрезок. Однако расстояние между крайними точками  отрезка не уменьшается, а увеличивается. А именно увеличивается проекция отрезка на ось [latex]OY[/latex]. И чем ближе мы находимся к точке разрыва, тем она больше, а в самой точке стремится к бесконечности. В качестве примера приведем функцию [latex]\frac{(x-5)^2}{x-4}[/latex], имеющую разрыв второго рода в точке [latex]x=4[/latex].
save

2. Аналогичный случай — точка разрыва первого рода, где наша хорда стремится к некоторой константе — величине разрыва. Пример — функция [latex]\frac{\sin x\cdot(x-2.5)}{\left | x-2,5 \right |}[/latex], имеющая разрыв первого рода в точке [latex]x=2,5[/latex].
save (1)

3. Функция не является разрывной и даже имеет корень, однако в точке корня производная стремится к бесконечности. Например, функция [latex]\sqrt[3]{x-1,2}[/latex], имеющая корень в точке [latex]x=1,2[/latex]. Для функций подобного рода длина проекции отрезка на ось [latex]OY[/latex] будет очень медленно меняться, вследствие чего для разумного числа итераций она будет превосходить заранее выбранную точность [latex]\varepsilon[/latex].

save (2)

4. Функция равна нулю или очень близка к нулю на некотором интервале(например, функция [latex]y=rect(x-1,5)\cdot(x-1)\cdot(x-2)^2[/latex]). Здесь метод хорд найдет пересечение с осью [latex]OX[/latex]  в интервале, где находятся корни(одна из сторон отрезка будет корнем), но все последующие итерации будут выдавать эту же точку. Поэтому хорда не будет уменьшаться, и даже этот один корень не будет найден(если будет использоваться стандартная [latex]\delta[/latex]-оценка точности по оси [latex]OX[/latex]).

save (3)

5. Функция вида [latex]y=x^{2k}[/latex] или ей подобная, например, [latex]y=1+\sin x[/latex], к которой метод хорд вообще не применим, так как нарушается начальное условие применимости этого метода. Здесь нужно ввести дополнительную проверку. Изменим значение функции на небольшую константу — нашу точность [latex]\varepsilon[/latex] и повторим процедуру поиска корней. В результате мы получим [latex]2k[/latex] корней, каждую пару из которых мы можем считать краями интервала, в котором лежит настоящий корень.

save (6)

К счастью, в данной нам функции присутствует только один из этих случаев, а именно разрыв второго рода. Аналитически рассмотрев нашу функцию, мы обнаружили, что корни следует искать в окрестности точек[latex]\sqrt{e^{\frac{\pi}{2}+\pi \cdot k}-1}[/latex] с отклонением [latex]\pm\pi[/latex]. В корнях функции ее производная быстро растет с ростом [latex]k[/latex].

Критерием отбрасывания кандидата на корень будет рост длины хорды при сужении интервала. Критерием останова будет сужение интервала до заданной точности [latex]\delta[/latex].
Код программы

e-olymp 4850. Шайтан-машинка

Марченко Філіп Олександрович
Марченко Філіп Олександрович

Latest posts by Марченко Філіп Олександрович (see all)

Шайтан-машинка

Условие

У Ибрагима есть магическая чёрная шайтан-машинка. На ней есть три кнопки и табло. Табло может показывать не более чем четырёхзначные числа. Каждая из кнопок меняет число некоторым образом: первая домножает его на [latex]3[/latex], вторая прибавляет к нему сумму его цифр, а третья вычитает из него [latex]2[/latex]. В случае, если число становится отрицательным или превосходит [latex]9999[/latex], шайтан-машинка ломается.

Ибрагим может нажимать кнопки в любом порядке. Его интересует, как ему получить на табло число [latex]b[/latex] после некоторой последовательности нажатий, если сейчас шайтан-машинка показывает [latex]a[/latex]. Помогите ему найти минимальное необходимое число нажатий.

Входные данные

В одной строке находится два натуральных числа [latex]a[/latex] и [latex]b[/latex] [latex](1\leq{a},b\leq9999)[/latex].

Выходные данные

Вывести минимальное необходимое количество действий.

Задача
Зачтённое решение

Код

Ideone

Код на Java:

 

Решение

Для решения данной задачи я решил использовать алгоритм BFS (поиск в ширину). Обычно, данный алгоритм применяется для поиска пути от одной вершины к другой, причём длина пути должна быть минимальной.

Всю «карту» расположения операций можно представить в виде графа-дерева, где от каждой вершины отходят максимум 3 ребра (в каждой вершине по операции, проделанной со значением вершины, которая находится на уровень выше). Будем рассматривать каждую вершину. Если исходная вершина и есть конечной, то выходим из программы с вердиктом «0». Иначе будем поочерёдно рассматривать все вершины. Заведём массив расстояний, в котором предположим, что расстояние до нужной нам вершины равно 1. С проходом каждой вершины будем подсчитывать расстояние до нужной нам вершины (прибавляя к расстоянию 1), в которую мы рано или поздно попадём.