1 条题解

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    @ 2026-4-16 11:27:55

    一、先看懂题目规则(简化版)

    我们有一个区间 [1,n][1,n],递归执行:

    1. 计算中点 m=l+r2m=\lfloor\frac{l+r}{2}\rfloor
    2. 区间长度为奇数:把 mm 加入答案,再分裂成左右两个子区间
    3. 区间长度为偶数:直接分裂成两个子区间
    4. 长度 <k<k:停止递归

    最终求所有被选中的中点之和


    二、标程背后的核心数学结论(最关键)

    这道题的答案可以写成一个极其简洁的公式

    ans=(n+1)×S÷2\boldsymbol{ans = (n+1) \times S \div 2}

    其中 SS 是一个二进制特征值,由 nn 在不断除以 2 的过程中是否为奇数决定。

    标程的所有操作,都是在快速计算 SS


    三、为什么公式成立?(规律推导)

    1. 选中的数字有什么规律?

    观察递归过程:

    • 每次处理一个奇数长度区间,我们取它的中点
    • 所有被选中的中点 xx,满足一个优美性质:x+对应对称点=n+1\boldsymbol{x + \text{对应对称点} = n+1}

    比如样例 n=7n=7

    • 选中 44,对称点 44,和为 8=7+18=7+1
    • 选中 22,对称点 66,和为 8=7+18=7+1 总和 4+2+6=(7+1)×3÷2=124+2+6 = (7+1) \times 3 \div 2 = 12

    这里的 33 就是标程里的 SS

    2. SS 是什么?

    SS = 有多少个数字被选中


    四、标程如何快速计算 SS?(位运算魔法)

    标程核心循环(逐行解释):

    int mul = n + 1, sum = 0, cur = 1;
    while (n >= k) {         // 只要长度 >=k 就继续分裂
        if (n & 1) sum += cur;// 如果 n 是奇数,计数 +cur
        n >>= 1;              // n = n / 2(向下取整)
        cur <<= 1;            // cur = cur * 2
    }
    

    逐行翻译

    1. n & 1:判断 nn 是否为奇数
      • 是奇数 → 这个区间会选中一个中点 → sum += cur
    2. n >>= 1:等价于 n=n/2n = \lfloor n/2 \rfloor(模拟区间分裂)
    3. cur <<= 1:等价于 cur×2cur \times 2(统计每一层的节点数量)

    一句话总结: 这个循环在统计:从原长 nn 不断折半,所有 k\ge k 且长度为奇数的层数,就是 SS


    五、完整计算流程(样例演示)

    样例 1:n=7, k=2n=7,\ k=2

    mul = 7+1 = 8
    sum = 0, cur=1
    n=7 >=2:7是奇数 → sum=1
    n=3, cur=2
    n=3 >=2:3是奇数 → sum=1+2=3
    n=1, cur=4 → 退出循环
    ans = 8 * 3 / 2 = 12
    

    和样例输出完全一致!


    六、标程完整代码注释版

    #include <bits/stdc++.h>
    #define int long long  // 必须开 long long,数据极大
    using namespace std;
    
    signed main() {
        ios::sync_with_stdio(false);
        cin.tie(0);
        
        int T;
        cin >> T;
        while (T--) {
            int n, k;
            cin >> n >> k;
            
            int mul = n + 1;   // 对称和:x + 对称点 = n+1
            int sum = 0;       // S:被选中的中点数量
            int cur = 1;       // 每层的权重(1,2,4,8...)
            
            // 模拟区间不断折半
            while (n >= k) {
                if (n & 1) {   // 如果当前长度是奇数,会选中一个中点
                    sum += cur;
                }
                n >>= 1;       // 长度除以 2
                cur <<= 1;     // 权重乘以 2
            }
            
            // 核心公式
            cout << mul * sum / 2 << '\n';
        }
        return 0;
    }
    

    七、算法复杂度(完美适配数据范围)

    • 每次循环 nn 除以 22,最多循环 log2(2×109)31\log_2(2\times10^9) \approx 31
    • 每组用例 O(logn)O(\log n)T=105T=10^5 总操作数 3×1063\times10^6完全不超时
    • 所有变量用 long long,避免溢出

    八、极简总结(背下来就能写)

    1. 答案公式ans=(n+1)×S2ans = \frac{(n+1) \times S}{2}
    2. SS 计算方法nn 不断除以 22,只要结果 k\ge k 且是奇数,就累加权重 1,2,4,81,2,4,8\dots
    3. 标程本质位运算模拟递归分裂,O(logn)O(\log n) 秒算答案。
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