Codeforces 1239E. Turtle 折半
原文链接www.cnblogs.com/zhouzhendong/p/CF1239E.html
前言
咕了这么久之后，我的博客复活了！
题解
结论1
存在一个最优解\(A\)数组，满足\(\forall 1\leq i <n, A_{1,i}\leq A_{1,i+1}, A_{2,i}\geq A_{2,i+1}\)
证明提示：假设 \(A_{1,i} > A_{1,j},i<j\)，那么，交换这两个值之后得到的答案严格不劣，另一行证法相同。
结论2
当\(A\)数组满足\(\forall 1\leq i <n, A_{1,i}\leq A_{1,i+1}, A_{2,i}\geq A_{2,i+1}\)时，从左上角走到右下角存在一种方案，使得经过的权值之和最大，并且经过整个第一行或整个第二行。
证明
定义路径 \(i\) 表示经过 \(A_{1,i}\) 和 \(A_{2,i}\) 的合法路径。那么可以证明，当 \(1<i<n\) 时，路径 \(i-1\) 和路径 \(i+1\) 中至少存在一个不劣于路径 \(i\) 。
具体地，记 \(s_i\) 表示路径 \(i\) 的权值和，那么
假设 \(s_i>s_{i-1},s_i>s_{i+1}\) ，那么
又因为
所以
矛盾，故 \(s_i\leq s_{i-1},s_i\leq s_{i+1}\) 二者至少有一个正确。
假设 \(s_i\leq s_{i-1}\) 成立，那么 \(A_{1,i}\leq A_{2,i-1}\) ，所以 \(A_{1,i-1}\leq A_{1,i}\leq A_{2,i-1}\leq A_{2,i-2}\)，所以可以得到 \(s_{i-1}\leq s_{i-2}\)，即
于是可得 \(s_i\leq s_1\) 。
若 \(s_i\leq s_{i+1}\) ，则同理可得 \(s_i\leq s_n\) 。
综上所述，\(s_i\leq s_1,s_i\leq s_n\) 二者至少有一个正确。
所以，对于 \(1<i<n\) ，必然有 \(s_1\) 或者 \(s_n\) 不劣于 \(s_i\)，所以，\(\max(s_1,s_n) = \max_{i = 1}^{n} (s_i)\) 。
于是结论2得证。
解决问题
我们现在要解决的问题变成：将最小值和次小值分别置于左上角和右下角，其余的数分成权值和尽量平均的两份，也就是最小化权值和的两部分 \(\max\) 。
由于输入的 \(a\) 数组值域较小，容易想到使用背包算法解决剩余的问题，并使用 bitset 优化，但是考虑到要记录方案，无法使用 bitset 。
考虑数的个数不多，我们可以采用折半的方法，每一半有 \(n-1\) 个数。对于每一半，分别暴力枚举每一个数是否被选，把所有方案状态压缩之后记到二维数组中。数组的两维分别表示选了几个数、这些数的和。
最后，再使用双指针扫描数组获取最优解即可。这部分可以参照代码理解。
代码
#include <bits/stdc++.h>
#define clr(x) memset(x,0,sizeof x)
#define For(i,a,b) for (int i=(a);i<=(b);i++)
#define Fod(i,b,a) for (int i=(b);i>=(a);i--)
#define pb(x) push_back(x)
#define mp(x,y) make_pair(x,y)
#define fi first
#define se second
#define outval(x) cerr<<#x" = "<<x<<endl
#define outtag(x) cerr<<"-----------------"#x"-----------------\n"
#define outarr(a,L,R) cerr<<#a"["<<L<<".."<<R<<"] = ";\
For(_x,L,R) cerr<<a[_x]<<" ";cerr<<endl;
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair <int,int> pii;
LL read(){
LL x=0,f=0;
char ch=getchar();
while (!isdigit(ch))
f=ch=='-',ch=getchar();
while (isdigit(ch))
x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^48),ch=getchar();
return f?-x:x;
}
const int N=26,S=N*50000;
int n,s;
vector <int> a,b;
bitset <S> va[N],vb[N];
int sta[N][S],stb[N][S];
void SolveA(int k,int cnt,int sum,int st){
if (k==n-1){
if (!va[cnt][sum]){
va[cnt][sum]=1;
sta[cnt][sum]=st;
}
return;
}
SolveA(k+1,cnt,sum,st);
SolveA(k+1,cnt+1,sum+a[k],st|1<<k);
}
void SolveB(int k,int cnt,int sum,int st){
if (k==n-1){
if (!vb[cnt][sum]){
vb[cnt][sum]=1;
stb[cnt][sum]=st;
}
return;
}
SolveB(k+1,cnt,sum,st);
SolveB(k+1,cnt+1,sum+b[k],st|1<<k);
}
int ans=1e9,ansa,ansb;
int res[2][N];
void chkans(int i,int j,int ap,int bp){
int val=max(ap+bp,s-ap-bp);
if (val<ans){
ans=val;
ansa=sta[i][ap];
ansb=stb[j][bp];
}
}
int main(){
n=read();
For(i,1,n*2)
a.pb(read());
sort(a.begin(),a.end());
reverse(a.begin(),a.end());
res[0][1]=a.back(),a.pop_back();
res[1][n]=a.back(),a.pop_back();
s=0;
for (auto i : a)
s+=i;
For(i,1,n-1)
b.pb(a.back()),a.pop_back();
SolveA(0,0,0,0);
SolveB(0,0,0,0);
For(i,0,n-1){
int j=n-1-i;
vector <int> bp;
For(k,0,s)
if (vb[j][k])
bp.pb(k);
For(k,0,s){
if (!va[i][k])
continue;
while (bp.size()>=2&&(bp[bp.size()-2]+k)*2>=s)
bp.pop_back();
if (bp.size()>0)
chkans(i,j,k,bp.back());
if (bp.size()>=2)
chkans(i,j,k,bp[bp.size()-2]);
}
}
int t0=1,t1=0;
For(i,0,n-2)
if (ansa>>i&1)
res[0][++t0]=a[i];
else
res[1][++t1]=a[i];
For(i,0,n-2)
if (ansb>>i&1)
res[0][++t0]=b[i];
else
res[1][++t1]=b[i];
sort(res[0]+2,res[0]+n+1);
sort(res[1]+1,res[1]+n);
reverse(res[1]+1,res[1]+n);
For(i,0,1){
For(j,1,n)
printf("%d ",res[i][j]);
puts("");
}
return 0;
}
