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[導(dǎo)讀]題意分析 給定一條單行道的高速公路,汽車都是從坐標(biāo)0,向坐標(biāo)無(wú)窮移動(dòng)。又因?yàn)槭菃涡械溃院竺娴能嚐o(wú)法超越前面的車。在時(shí)刻0時(shí),有?N?輛車同時(shí)進(jìn)入這條單行道,第i輛車從坐標(biāo)x[i]進(jìn)入,并且將會(huì)從

題意分析

給定一條單行道的高速公路,汽車都是從坐標(biāo)0,向坐標(biāo)無(wú)窮移動(dòng)。又因?yàn)槭菃涡械溃院竺娴能嚐o(wú)法超越前面的車。在時(shí)刻0時(shí),有?N?輛車同時(shí)進(jìn)入這條單行道,第i輛車從坐標(biāo)x[i]進(jìn)入,并且將會(huì)從坐標(biāo)y[i]處駛出(保證y[i]>x[i])。在行駛過(guò)程中,汽車總會(huì)保持盡可能快的速度行駛,且第i輛車的最大速度為v[i]。問(wèn)每輛車離開(kāi)高速公路的所花費(fèi)的時(shí)間。

算法分析

剛拿到本題,相信最開(kāi)始的想法都會(huì)是計(jì)算追及問(wèn)題。然而若從這個(gè)角度去考慮的話,這題會(huì)變得非常復(fù)雜。因此我們必須要使用題目的一些特殊的性質(zhì)。

根據(jù)題目的描述,該條高速公路為單行道,無(wú)法超車,我們可以有:

對(duì)于任意兩輛車i,j,若x[i],則車i始終在車j之后。

那么這個(gè)性質(zhì)有什么用呢?


首先第一點(diǎn):

在前面的汽車始終不受后面的汽車影響。

也就是說(shuō),最前面的一輛車一定不受任何車影響,所以x[i]最大的車一定是按自己最大速度行駛到y[i]。

然后我們?cè)诳紤]第二輛車時(shí),因?yàn)榈谝惠v車的情況我們已經(jīng)清楚,所以第二輛車也就比較容易計(jì)算。

依次類推,我們?nèi)舭凑掌噺那巴蟮捻樞蜻M(jìn)行處理,考慮的因素會(huì)比較少一點(diǎn)。

所以我們讀入數(shù)據(jù)之后要做的第一件事是根據(jù)x[i]進(jìn)行排序。再根據(jù)x[i]從大到小進(jìn)行處理。


就算是優(yōu)化了處理順序,追及問(wèn)題仍然很麻煩。對(duì)于第i輛車,我們要考慮在它離開(kāi)單行道,會(huì)追上多少輛車,光是想想就覺(jué)得頭疼。

所以我們必須要考慮其他的途徑,這里我們需要用到不能超車這個(gè)條件產(chǎn)生的第二的性質(zhì):

對(duì)于道路上任意一點(diǎn)k,兩輛車i,j,若車i在車j前,則車j經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的時(shí)間一定大于等于車i經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的時(shí)間。

我們舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明:

|---c---c---|--->
    j   i   k

其結(jié)果會(huì)有3種:

i到達(dá)k點(diǎn)時(shí),車j仍未追上i

|---c---|c------>
    j   ki      

顯然車j還要再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能到達(dá)k,那么i經(jīng)過(guò)k的時(shí)間一定小于j

i到達(dá)k點(diǎn)時(shí),車j剛好追上i

|------|cc------>
       kji

顯然車j和車i同時(shí)到達(dá)k,那么i經(jīng)過(guò)k的時(shí)間等于j

i到達(dá)k點(diǎn)前,車j就已經(jīng)追上i

|---cc------|--->
    ji      k

這種情況下,車j的最大速度顯然大于車i。但是車j不能超過(guò)車i,當(dāng)車j追上車i時(shí),就以和車i同樣的速度前進(jìn)。那么他們通過(guò)k點(diǎn)時(shí)間一定是相同的。

三種情況下,車j經(jīng)過(guò)點(diǎn)k的時(shí)間都是大于等于車i的。

同理我們可以將這個(gè)情況擴(kuò)展:

對(duì)于多個(gè)車來(lái)說(shuō),最后一個(gè)車經(jīng)過(guò)某個(gè)點(diǎn)的時(shí)間一定大于或等于前面的車經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)間的最大值。

得到的這個(gè)性質(zhì)又有什么用呢?我們?nèi)匀挥靡粋€(gè)例子來(lái)說(shuō)明:

-----c-----c-----|-----|----->
     j     i    y[i]  y[j]

我們首先根據(jù)這個(gè)性質(zhì),先計(jì)算出i,j分別到達(dá)y[i]的時(shí)間t[i],t[j]。

t[j],則表示v[j]>v[i]。但是不能夠超車,所以j到達(dá)y[i]的時(shí)間最少為t[i]。所以我們得到j到達(dá)y[i]的時(shí)間為t[i]。

因?yàn)?code style="font-family:Menlo, Monaco, Consolas, 'Courier New', monospace;font-size:12.6000003814697px;color:rgb(199,37,78);background-color:rgb(249,242,244);">i到達(dá)y[i]就離開(kāi)了,所以jy[i]y[j]的時(shí)間沒(méi)有車阻擋,正常行駛。

在這個(gè)過(guò)程中我們對(duì)于車j的行駛分段進(jìn)行了計(jì)算:

x[j]y[i]:車j經(jīng)過(guò)這一段的時(shí)間為max(t[i], t[j])

y[i]y[j]:車j經(jīng)過(guò)這一段的時(shí)間為max(t[j])

再擴(kuò)展到多個(gè)車的情況:

----c-----c-----c-----|-----|-----|---->
    k     j     i    y[i]  y[j]  y[k]

對(duì)于車k,我們需要將整個(gè)過(guò)程分為3段:

x[k]y[i]:車k經(jīng)過(guò)這一段的時(shí)間為max(t[i], t[j], t[k])

y[i]y[j]:車k經(jīng)過(guò)這一段的時(shí)間為max(t[j], t[k])

y[j]y[k]:車k經(jīng)過(guò)這一段的時(shí)間為max(t[k])


通過(guò)這兩個(gè)例子我們也就得到了一個(gè)計(jì)算某個(gè)車時(shí)間的算法:

對(duì)于車j來(lái)說(shuō),需要根據(jù)y的的情況,將其從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路程分為x[j]~y[i],...,y[i']~y[j]若干段。

同時(shí)每一段時(shí)間的時(shí)間值為:

max(t[j], t[i] | 車i需要經(jīng)過(guò)這段路 且 車i在車j前面)

而該時(shí)間值是具有傳遞性的。比如說(shuō)存在i,j,kx[i]>x[j]>x[k],且他們都經(jīng)過(guò)同一段路,則:

對(duì)于i來(lái)說(shuō),取值為max(t[i])

對(duì)于j來(lái)說(shuō),取值為max(t[i], t[j])

對(duì)于k來(lái)說(shuō),取值為max(t[i], t[j], t[k])

若我們按照車從前往后的順序來(lái)處理的話,我們維護(hù)一個(gè)t值:

計(jì)算i時(shí),取t = t[i]

計(jì)算j時(shí),取t = max(t, t[j])

計(jì)算k時(shí),取t = max(t, t[k])

因此我們需要對(duì)每一個(gè)y[i]維護(hù)一個(gè)t值,這樣就可以使得計(jì)算通過(guò)每一段路的時(shí)間變?yōu)?code style="font-family:Menlo, Monaco, Consolas, 'Courier New', monospace;font-size:12.6000003814697px;color:rgb(199,37,78);background-color:rgb(249,242,244);">O(1)。


綜上,可以得到我們的解題偽代碼:

p = y  // copy array y
sort(p)    
For x[i] from large to small
    nowPosition = x[i]
    t = 0
    For j = 1 .. n
        If p[j] > x[i] Then
            t += (p[j] - nowPosition) / v[i]
            t = max(t[j], t)
            t[j] = t;            // update t
            If p[j] == y[i] Then
                ans[i] = t
                break;
            End If
        End If
    End For
End For
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