65028 - [CSP-S2019] 划分 partition
2048 年,第三十届 CSP 认证的考场上,作为选手的小明打开了第一题。这个题的样例有 n 组数据,数据从 1 \sim n 编号,i 号数据的规模为 a_i。
小明对该题设计出了一个暴力程序,对于一组规模为 u 的数据,该程序的运行时间为 u^2。然而这个程序运行完一组规模为 u 的数据之后,它将在任何一组规模小于 u 的数据上运行错误。样例中的 a_i 不一定递增,但小明又想在不修改程序的情况下正确运行样例,于是小明决定使用一种非常原始的解决方案:将所有数据划分成若干个数据段,段内数据编号连续,接着将同一段内的数据合并成新数据,其规模等于段内原数据的规模之和,小明将让新数据的规模能够递增。
也就是说,小明需要找到一些分界点 1 \leq k_1 \lt k_2 \lt \cdots \lt k_p \lt n,使得
\sum_{i=1}^{k_1} a_i \leq \sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i \leq \cdots \leq \sum_{i=k_p+1}^{n} a_i
注意 p 可以为 0 且此时 k_0 = 0,也就是小明可以将所有数据合并在一起运行。
小明希望他的程序在正确运行样例情况下,运行时间也能尽量小,也就是最小化
(\sum_{i=1}^{k_1} a_i)^2 + (\sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i)^2 + \cdots + (\sum_{i=k_p+1}^{n} a_i)^2
小明觉得这个问题非常有趣,并向你请教:给定 n 和 a_i,请你求出最优划分方案下,小明的程序的最小运行时间。
输入
由于本题的数据范围较大,部分测试点的 a_i 将在程序内生成。
第一行两个整数 n, type。n 的意义见题目描述,type 表示输入方式。
- 若 type = 0,则该测试点的 a_i 直接给出。输入文件接下来:第二行 n 个以空格分隔的整数 a_i,表示每组数据的规模。
- 若 type = 1,则该测试点的 a_i 将特殊生成,生成方式见后文。输入文件接下来:第二行六个以空格分隔的整数 x, y, z, b_1, b_2, m。接下来 m 行中,第 i (1 \leq i \leq m) 行包含三个以空格分隔的正整数 p_i, l_i, r_i。
对于 type = 1 的 23~25 号测试点,a_i 的生成方式如下:
给定整数 x, y, z, b_1, b_2, m,以及 m 个三元组 (p_i, l_i, r_i)。
保证 n \geq 2。若 n \gt 2,则 \forall 3 \leq i \leq n, b_i = (x \times b_{i−1} + y \times b_{i−2} + z) \mod 2^{30}。
保证 1 \leq p_i \leq n, p_m = n。令 p_0 = 0,则 p_i 还满足 \forall 0 \leq i \lt m 有 p_i \lt p_{i+1}。
对于所有 1 \leq j \leq m,若下标值 i (1 \leq i \leq n)满足 p_{j−1} \lt i \leq p_j,则有
a_i = \left(b_i \mod \left( r_j − l_j + 1 \right) \right) + l_j
上述数据生成方式仅是为了减少输入量大小,标准算法不依赖于该生成方式。
输出
输出一行一个整数,表示答案。
样例
输入
5 0 5 1 7 9 9
输出
247
输入
10 0 5 6 7 7 4 6 2 13 19 9
输出
1256
输入
10000000 1 123 456 789 12345 6789 3 2000000 123456789 987654321 7000000 234567891 876543219 10000000 456789123 567891234
输出
4972194419293431240859891640
提示
【样例 1 解释】
最优的划分方案为 {5,1}, {7}, {9}, {9}。由 5 + 1 \leq 7 \leq 9 \leq 9 知该方案合法。
答案为 (5 + 1)^2 + 7^2 + 9^2 + 9^2 = 247。
虽然划分方案 {5}, {1}, {7}, {9}, {9} 对应的运行时间比 247 小,但它不是一组合法方案,因为 5 \gt 1。
虽然划分方案 {5}, {1,7}, {9}, {9} 合法,但该方案对应的运行时间为 251,比 247 大。
【样例 2 解释】
最优的划分方案为 {5}, {6}, {7}, {7}, {4,6,2}, {13}, {19,9}。
【数据范围】
测试点编号 | n \leq | a_i \leq | type = |
---|---|---|---|
1 \sim 3 | 10 | 10 | 0 |
4 \sim 6 | 50 | 10^3 | 0 |
7 \sim 9 | 400 | 10^4 | 0 |
10 \sim 16 | 5000 | 10^5 | 0 |
17 \sim 22 | 5 \times 10^5 | 10^6 | 0 |
23 \sim 25 | 4 \times 10^7 | 10^9 | 1 |
对于type=0的所有测试点,保证最后输出的答案\leq 4 \times 10^{18}
所有测试点满足:type \in {0,1},2 \leq n \leq 4 \times 10^7,1 \leq a_i \leq 10^9,1 \leq m \leq 10^5,1 \leq l_i \leq r_i \leq 10^9,0 \leq x,y,z,b_1,b_2 \lt 2^{30}。
来源
贪心、单调队列