2 条题解

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    @ 2025-12-24 14:49:39

    作为教练,制作“买票需要的时间”这道题的数据集时,重点在于覆盖目标人物 kk 的位置(队首、队中、队尾)以及票数的极端分布(kk 的票数极多或极少)

    虽然本题不涉及树/图结构或除法运算,但我们仍需严格遵循 NOI 竞赛的数据生成标准,确保数据的合法性。

    一、 数据生成器代码 (C++14)

    该程序会自动生成 1.in10.out。逻辑采用 O(N)O(N) 贡献法计算标程结果。

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <vector>
    #include <string>
    #include <algorithm>
    #include <random>
    #include <ctime>
    
    using namespace std;
    
    /**
     * 标程逻辑:用于生成 .out 文件
     */
    long long solve(int n, int k, const vector<int>& tickets) {
        long long total_time = 0;
        int target_val = tickets[k];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (i <= k) {
                total_time += min(tickets[i], target_val);
            } else {
                total_time += min(tickets[i], target_val - 1);
            }
        }
        return total_time;
    }
    
    /**
     * 写入测试点文件
     */
    void write_test_case(int id, int n, int k, const vector<int>& tickets) {
        string in_name = to_string(id) + ".in";
        string out_name = to_string(id) + ".out";
    
        // 写入 .in
        ofstream fout(in_name);
        fout << n << " " << k << "\n";
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            fout << tickets[i] << (i == n - 1 ? "" : " ");
        }
        fout << "\n";
        fout.close();
    
        // 写入 .out
        ofstream fans(out_name);
        fans << solve(n, k, tickets) << "\n";
        fans.close();
    
        cout << "Generated Case " << id << " (n=" << n << ", k=" << k << ")" << endl;
    }
    
    int main() {
        mt19937 rng(time(0));
    
        for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
            int n, k;
            vector<int> tickets;
    
            if (i == 1) { // 样例
                n = 3; k = 2;
                tickets = {2, 3, 2};
            }
            else if (i == 2) { // 边界:n=1
                n = 1; k = 0;
                tickets = {100};
            }
            else if (i == 3) { // 边界:k 是第一个
                n = 50; k = 0;
                for(int j=0; j<n; ++j) tickets.push_back(rng() % 100 + 1);
            }
            else if (i == 4) { // 边界:k 是最后一个
                n = 100; k = 99;
                for(int j=0; j<n; ++j) tickets.push_back(rng() % 100 + 1);
            }
            else if (i == 5) { // 所有人都只需要 1 张票
                n = 100; k = rng() % n;
                tickets = vector<int>(n, 1);
            }
            else if (i == 6) { // k 的票数最少 (k 只需要 1 张)
                n = 80; k = rng() % n;
                for(int j=0; j<n; ++j) tickets.push_back(rng() % 50 + 50);
                tickets[k] = 1;
            }
            else if (i == 7) { // k 的票数最多 (别人只需要 1 张,k 需要 100 张)
                n = 100; k = rng() % n;
                tickets = vector<int>(n, 1);
                tickets[k] = 100;
            }
            else if (i == 8) { // 所有票数全满 (100)
                n = 100; k = rng() % n;
                tickets = vector<int>(n, 100);
            }
            else if (i == 9) { // 随机小规模
                n = rng() % 10 + 2; k = rng() % n;
                for(int j=0; j<n; ++j) tickets.push_back(rng() % 10 + 1);
            }
            else { // 极限规模随机
                n = 100; k = rng() % n;
                for(int j=0; j<n; ++j) tickets.push_back(rng() % 100 + 1);
            }
    
            write_test_case(i, n, k, tickets);
        }
    
        return 0;
    }
    

    二、 测试点设计思路(创建 OJ 必读)

    作为教练,这 10 组数据的设计目标是确保选手没有处理错“排队顺序”:

    测试点 数据特征 考察重点
    1 官方样例 确保基本逻辑与题目描述一致。
    2 n=1,k=0n=1, k=0 最小规模边界测试。
    3 k=0k=0 (队首) 检查当目标在首位时,后面人的 V1V-1 贡献是否计算正确。
    4 k=n1k=n-1 (队尾) 检查当目标在末位时,前面人的 VV 贡献是否覆盖完整。
    5 全票数为 1 检查当一轮买完票时,所有人的退出逻辑。
    6 kk 票数极少 考察目标早早买完离场时,其他人的贡献。
    7 kk 票数极多 考察其他人全部离场后,目标人物孤独买票的时间。
    8 票数全满 (100) 压力测试,检查逻辑在最大票数下的稳定性。
    9 小规模随机 随机性覆盖,防止选手针对性骗分。
    10 极限规模随机 满负载 n=100,t=100n=100, t=100 测试,确保时间复杂度 O(n)O(n) 正确。

    三、 考场避坑建议

    1. 关于 long long: 虽然本题计算结果最大为 100×100=10,000100 \times 100 = 10,000,在 int 范围内。但教练建议:在任何涉及累加(Summation)的题目中,首选 long long 存储结果,这是一个能救命的竞赛习惯。

    2. 分类讨论的严谨性

      • iki \le k:这部分人买票直到达到目标票数 VV 或买完为止。
      • i>ki > k:这部分人买票直到达到 V1V-1 张或买完为止(因为 kk 买完第 VV 张就退出了)。 如果不分这两类,直接求 min(tickets[i],V)\sum \min(tickets[i], V),结果会偏大。
    3. 避免使用 std::queue 暴力模拟: 虽然 O(N×max(Tickets))O(N \times \max(Tickets)) 在本题能过,但如果题目数据范围改为 N=105,Tickets[i]=109N=10^5, Tickets[i]=10^9,暴力模拟将彻底 TLE。这种“贡献法”的思维转换是 NOI 进阶的关键。

    这份生成器生成的 .in.out 文件完全符合 NOI 竞赛标准,你可以直接打包上传至 OJ 系统。加油!

    • 0
      @ 2025-12-24 14:48:55

      你好,同学!这道题目虽然简单,但它是考查“贡献法”思想的绝佳例题。在 NOI 竞赛中,很多复杂的模拟题如果能抽象出数学模型,往往能从 O(N2)O(N^2) 优化到 O(N)O(N)

      以下是基于 C++14 标准 的标准题解代码及详细分析。

      一、 买票需要的时间 标准题解 (C++14)

      我们采用更高效的 O(N)O(N) 一次遍历法(贡献法),而非 O(Nmax(T))O(N \cdot \max(T)) 的直接模拟法。

      #include <iostream>
      #include <vector>
      #include <algorithm>
      
      using namespace std;
      
      /**
       * 题目:买票需要的时间
       * 思路:计算每个人对目标人物 k 买完票所贡献的时间秒数。
       * 1. 对于排在 k 前面(包括 k 自己)的人 (i <= k):
       *    在 k 买完 tickets[k] 张票之前,这些人最多买 tickets[k] 张。
       * 2. 对于排在 k 后面的人 (i > k):
       *    在 k 买完最后一轮票的那一刻,排在后面的人还没来得及买这一轮的票。
       *    所以他们最多只能买到 tickets[k] - 1 张票。
       */
      
      int main() {
          // NOI 竞赛必备:极大提升大量数据下的读写效率
          ios::sync_with_stdio(false);
          cin.tie(0);
      
          int n, k;
          if (!(cin >> n >> k)) return 0;
      
          vector<int> tickets(n);
          for (int i = 0; i < n; ++i) {
              cin >> tickets[i];
          }
      
          // 虽然本题数据范围较小,但涉及累加操作,习惯性使用 long long 防止溢出
          long long total_time = 0;
          int target_val = tickets[k];
      
          for (int i = 0; i < n; ++i) {
              if (i <= k) {
                  // 排在 k 前面或就是 k 自己
                  // 最多买到 target_val 张票
                  total_time += min(tickets[i], target_val);
              } else {
                  // 排在 k 后面的人
                  // 最多买到 target_val - 1 张票
                  total_time += min(tickets[i], target_val - 1);
              }
          }
      
          cout << total_time << endl;
      
          return 0;
      }
      

      二、 复杂度分析思考过程

      1. 时间复杂度分析

      • 计算过程:我们只对 tickets 数组进行了一次线性扫描。
      • 单次操作:在循环体内部,只涉及了基本的比较(min)和加法操作,均为 O(1)O(1)
      • 结论:总时间复杂度为 O(N)O(N)。相比于模拟法的 O(Nmax(Tickets))O(N \cdot \max(Tickets)),该算法的效率与票数多寡无关,仅与人数有关。

      2. 空间复杂度分析

      • 存储开销:我们需要开辟一个数组存储 NN 个人的票数信息。
      • 结论:空间复杂度为 O(N)O(N)

      三、 考场避坑与优化建议

      1. 模拟法 vs 计算法

      • 模拟法:使用 std::queue<pair<int, int>> 模拟。虽然直观,但如果 tickets[i] 的值达到 10910^9(NOI 常见的大数据陷阱),模拟法会直接超时。
      • 建议:在考场上,先尝试手算样例,观察每个元素对最终答案的“贡献”是否有规律。

      2. 边界细节:为什么 i>ki > k 时要减 1?

      • 这是本题最容易出错的地方。
      • 推演:当第 kk 个人买第 target_val 张票时,买完票他立即离开了。此时这一轮(第 target_val 轮)排在他后面的人还没轮到买票,所以后面的人在这一轮没有贡献时间。

      3. 溢出预防

      • 虽然本题 N=100,T=100N=100, T=100,最大答案才 10410^4,但在 NOI 竞赛中,如果 N=105,T=109N=10^5, T=10^9,答案会远超 int 范围。养成使用 long long 存储累加结果的习惯是金牌选手的基本素质。

      4. I/O 优化建议

      • 对于 NN 较大的情况,使用 scanf/printf 或者 ios::sync_with_stdio(false) 处理。

      四、 读题关键词总结

      在 NOI 模拟赛中,看到以下关键词要迅速反应:

      1. “走回队伍最后面”:暗示了某种循环逻辑,但不要被“模拟”牵着鼻子走,思考是否可以用数学方法简化。
      2. “一旦买完...离开队伍”:意味着贡献是有上限的,上限就是目标人物需要的票数。
      3. “总时间”:在每个人消耗时间相等的情况下,总时间 = 所有人执行次数的总和。

      教练寄语: 这道题的精髓在于**“站在谁的角度看问题”**。模拟法是站在“卖票员”的角度,一张张数;而计算法是站在“排队者”的角度,算自己贡献了多少。**学会转化视角,是进阶高级算法的重要一步。**去练习实现它吧!

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