#L4996. 「APIO2025」转杆

「APIO2025」转杆

题目描述

Asadullo 是电力与工业优化联盟(Alliance for Power and Industrial Optimization,APIO)的杰出研究员。最近,他研究出利用一种未知材料的发电方法。

这种未知材料不能单独地发电;但如果用这种材料制造出若干极长的杆,这些长杆之间的相互作用能产生电力。

特别地,给定 nn 根长杆的属性 v[0],v[1],,v[n1]v[0], v[1], \ldots, v[n-1]。该属性描述了第 ii 根长杆放置在与 xx 轴正方向逆时针成 a[i]=360v[i]100000a[i] = 360 \cdot \frac{v[i]}{100000} 的角度。这 nn 根长杆的发电效率为:

i<jacute(i,j)\sum_{i<j} \operatorname{acute}(i,j)

其中 acute(i,j)\operatorname{acute}(i,j) 表示第 ii 根长杆和第 jj 根长杆所形成的锐角。在本题中,我们认为 9090^\circ 也是锐角。形式化地,$\operatorname{acute}(i,j) = \min(|v[i] - v[j]|, 50000 - |v[i] - v[j]|)$。

换句话说,发电效率取决于每对长杆所形成的锐角度数的总和。

例如,当 v=[5000,12500,37500]v = [5000, 12500, 37500] 则相应地 a=[18,45,135]a = [18, 45, 135],我们将得到下图:

此图中,acute(0,1)=7500\operatorname{acute}(0,1) = 7500(即 2727^\circ),acute(0,2)=17500\operatorname{acute}(0,2) = 17500(即 6363^\circ),以及 acute(1,2)=25000\operatorname{acute}(1,2) = 25000(即 9090^\circ)。因此,这些长杆的发电效率等于 7500+17500+25000=500007500 + 17500 + 25000 = 50000

Asadullo 想要调整这 nn 根长杆的相对角度以最大化发电效率。然而,存在以下约束条件:

首先,由于长杆的材料对生命体具有极高危害,这些长杆只能在受控的方式下操作一个特殊的机械装置来转动。这个装置允许选择若干长杆,并将所有选择的长杆转动相同的角度。

Asadullo 不希望这些长杆的发电效率降低。因此,每次操作后,发电效率都不能低于转动前的发电效率。

由于操作这个装置需要耗费大量的能量,所有操作里被选择的长杆总数不能超过 2,000,0002,000,000

在这些约束条件下,Asadullo 希望执行最优的若干操作,来最大化这些长杆的发电效率。写一段代码来帮助 Asadullo 实现最大可能的发电效率。

实现细节

你需要实现以下函数:

void energy(int n, std::vector<int> v)

  • nn:长杆的数目。
  • vv:大小为 nn 的数组描述这些长杆的属性。
  • 这个函数给调用一次。

在上述函数里,你可以调用以下函数:

void rotate(std::vector<int> t, int x)

  • tt:互不相同的元素组成的下标数组,即对任意 ii0t[i]<n0 \leq t[i] < n,且对任意 i<ji < jt[i]t[j]t[i] \neq t[j]。数组 tt 不要求有序。
  • 这个函数将下标数组 tt 所选择的长杆同时转动 xx 个单位。那么,每个在 tt 数组的元素 ii,将使 v[i]v[i] 变成 (v[i]+x)mod50000(v[i] + x) \bmod 50000
  • 这个函数可以被调用多次。数组 tt 在所有调用里的累加长度不能超过 2,000,0002,000,000

例 1

考虑以下函数调用:

energy(2, [20000, 10000])

此处,v=[20000,10000]v = [20000, 10000] 且初始的发电效率为 2000010000=1000020000 - 10000 = 10000。以下是一种可能的场景:

  1. 调用 rotate([0, 1], 8000)。那么 vv 变成 [28000,18000][28000,18000]。发电效率保持不变。
  2. 调用 rotate([0], 15000)。那么 vv 变成 [43000,18000][43000,18000]。发电效率变成 4300018000=2500043000 - 18000 = 25000

可以证明,对于初始配置,2500025000 是能实现的最大发电效率。因此,Asadullo 可以停止操作。

例 2

考虑以下函数调用:

energy(3, [5000, 12500, 37500])

题面的示例插图描述的就是这个例子,可以证明,初始配置实现的即是最大的发电效率。所以,不需要执行任何操作。

约束条件

  • 2n100,0002 \leq n \leq 100,000
  • 对任意的 0i<n0 \leq i < n,满足 0v[i]49,9990 \leq v[i] \leq 49,999
  • 数组 vv 的元素不一定互不相同

子任务

  • (5 分) n=2n = 2
  • (11 分) 对于每个 0i<n0 \leq i < n,均有 v[i]<25,000v[i] < 25,000
  • (8 分) n10n \leq 10
  • (15 分) n100n \leq 100
  • (15 分) n300n \leq 300
  • (20 分) n2000n \leq 2000
  • (26 分) 没有额外的约束条件。

评测程序示例

评测程序示例按以下格式读取输入:

  • 第 1 行:nn
  • 第 2 行:v[0]v[1]v[n1]v[0] \, v[1] \ldots \, v[n-1]

评测程序示例按以下格式打印输出:

  • 第 1 行:长杆最终的发电效率

此外,评测程序示例会将你所调用的转动操作的详细信息写入 log.txt 文件。