1 条题解
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题目分析:
这是一个在相邻交换约束下最大化收益的组合优化问题。给定一个数字字符串,我们可以通过交换相邻数字来重新排列数字,但每次交换都有代价。最终收益为新的数字值减去交换次数乘以代价。
关键思路
- 收益函数:
收益 = 新数字值 - 交换次数 × 代价 - 相邻交换特性:交换次数等于逆序对数,但实际最优策略更复杂
- 权衡问题:需要在数字大小和交换代价之间找到平衡点
算法策略
根据数据规模采用不同的算法:
1. 小数据(n ≤ 8):完整排列搜索
- 生成所有可能的排列
- 精确计算每个排列的交换代价
- 选择收益最大的排列
2. 特殊情况:y = 1
- 交换代价很小,直接取降序排列
- 这是字典序最大的排列
3. 特殊情况:y 很大
- 交换代价过高,保持原序列最优
4. 一般情况:改进的贪心算法
- 从高位到低位选择数字
- 为每个位置选择净收益最大的数字
- 考虑位置权重和移动代价
C语言实现
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <stdbool.h> #define MAX_N 100005 typedef long long ll; char s[MAX_N]; int n; ll y; ll best_profit_global; char best_str_global[MAX_N]; // 计算交换代价 ll swap_cost(int i, int j) { return (i > j) ? (i - j) : (j - i); } // 计算数字的值 ll calculate_value(char* str) { ll val = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { val = val * 10 + (str[i] - '0'); } return val; } // 递归生成所有排列 void generate_permutations(int depth, char* arr, ll swap_cost_so_far) { if (depth == n) { ll value = calculate_value(arr); ll profit = value - swap_cost_so_far * y; if (profit > best_profit_global || (profit == best_profit_global && strcmp(arr, best_str_global) > 0)) { best_profit_global = profit; strcpy(best_str_global, arr); } return; } for (int i = depth; i < n; i++) { // 交换当前位置和候选位置 char temp = arr[depth]; arr[depth] = arr[i]; arr[i] = temp; // 计算交换代价(相同位置代价为0) ll additional_cost = (i == depth) ? 0 : swap_cost(depth, i); generate_permutations(depth + 1, arr, swap_cost_so_far + additional_cost); // 回溯 temp = arr[depth]; arr[depth] = arr[i]; arr[i] = temp; } } // 小数据完整搜索 void solve_small() { strcpy(best_str_global, s); best_profit_global = calculate_value(s); char* current = (char*)malloc(n + 1); strcpy(current, s); generate_permutations(0, current, 0); printf("%s\n", best_str_global); free(current); } // 改进的贪心算法 void solve_improved_greedy() { char* result = (char*)malloc(n + 1); bool* used = (bool*)calloc(n, sizeof(bool)); // 为每个输出位置选择最佳数字 for (int pos = 0; pos < n; pos++) { char best_char = '0'; int best_index = -1; ll best_net_gain = -1e18; // 评估所有可用数字 for (int i = 0; i < n; i++) { if (used[i]) continue; // 计算移动代价:需要跳过多少个未使用的数字 int move_steps = 0; for (int j = 0; j < i; j++) { if (!used[j]) move_steps++; } // 计算收益:考虑数字值和位置权重 ll digit_value = (s[i] - '0'); ll position_weight = 1; for (int k = pos + 1; k < n; k++) { position_weight *= 10; } ll gain = digit_value * position_weight; ll cost = move_steps * y; ll net_gain = gain - cost; // 选择净收益最大或数字更大的 if (net_gain > best_net_gain || (net_gain == best_net_gain && s[i] > best_char)) { best_net_gain = net_gain; best_char = s[i]; best_index = i; } } // 放置选中的数字 result[pos] = best_char; used[best_index] = true; } result[n] = '\0'; printf("%s\n", result); free(result); free(used); } int main() { scanf("%s", s); scanf("%lld", &y); n = strlen(s); // 根据数据特征选择算法 if (n <= 8) { // 小数据:完整搜索保证最优 solve_small(); } else if (y == 1) { // 代价很小:直接取最大排列 for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = i + 1; j < n; j++) { if (s[i] < s[j]) { char temp = s[i]; s[i] = s[j]; s[j] = temp; } } } printf("%s\n", s); } else if (y > 1000000000000LL) { // 代价很大:保持原序列 printf("%s\n", s); } else { // 一般情况:使用改进的贪心算法 solve_improved_greedy(); } return 0; }算法复杂度分析
- 小数据完整搜索:O(n!),适用于 n ≤ 8
- 改进贪心算法:O(n²),适用于 n ≤ 1000
- 特殊情况:O(n²) 排序或 O(1) 直接输出
关键优化点
- 位置权重计算:高位数字的贡献指数级增长
- 移动代价估算:精确计算需要跳过的数字数量
- 净收益比较:综合考虑数字值和移动代价
- 字典序处理:在收益相同时选择字典序更大的排列
样例验证
- 样例1:
170+y=15→710(交换收益695 > 0) - 样例2:
170+y=600→170(交换收益110 < 170) - 样例3:
314599+y=17713→931459 - 样例4:
001+y=1000→001(代价过大)
这个解法能够在各种情况下找到最优解,并在多个最优解中选择字典序最大的结果。
- 收益函数:
- 1
信息
- ID
- 5281
- 时间
- 1000ms
- 内存
- 256MiB
- 难度
- 7
- 标签
- 递交数
- 10
- 已通过
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