题解 【[MdOI2020] Decrease】

[ exttt{Preface} ]

感觉 C 比 B 还简单?

[ exttt{Description} ]

给定一个 (n×n) 的矩阵,你可以进行若干次操作。

每次操作,你可以将一个 (k×k)连续 子矩阵里的所有数全都加上 (1) 或者全部都减去 (1)

初始时,矩阵中有 (m) 个位置上的数不为 (0) ,其他位置上的数均为 (0)

请你求出至少需要多少次操作,可以将矩形中所有数都变为 (0)

[ exttt{Solution} ]

为了方便叙述,我们称原矩阵为 (A)

(~)

Subtask1 : (n leq 10^3)(k leq 1)

很显然,答案为 (sumlimits_{i=1}limits^{n}sumlimits_{j=1}limits^{n}|A[i][j]|)

至此能拿到 (11pts)

(~)

Subtask2 : (n leq 20)(k leq 20)

我不知道怎么艹过这个子任务欸 qwq 。

理论上是留给暴力选手的。

至此能拿到 (25pts)

(~)

Subtask3 : (n leq 100)(k leq 100)

有点正解的味道了。

首先我们注意到操作的顺序不会影响答案,且一个 (k×k) 的子矩阵不能一会加一会减。

(~)

考虑 A[1][1] ,它显然只会被一个 (k×k) 的子矩阵覆盖(一个左上 ((1,1)) ,右下 ((k,k)) 的子矩阵),那么我们只能通过该矩阵来控制 A[1][1]

那我们直接使得该矩阵中的所有元素减去 A[1][1] 即可,我们就要保证该矩阵不能再被操作了。

接着考虑 A[1][2] ,它只会被两个 (k×k) 的子矩阵覆盖(一个左上 ((1,1)) ,右下 ((k,k)) 的子矩阵,一个左上 ((1,2)) ,右下 ((k,k+1)) 的子矩阵),但是我们要保证左上 ((1,1)) ,右下 ((k,k)) 的子矩阵不能被操作,否则就破坏了 A[1][1],所以我们只能通过左上 ((1,2)) ,右下 ((k,k+1)) 的子矩阵来控制 A[1][2]

直接使得该矩阵所有元素减去 A[1][2] 即可。

以此类推,对于 ((i,j)) 满足 (i,j leq n-k+1) 的位置,都能按顺序控制 **左上 ((i,j)) ,右下 ((i+k-1,j+k-1)) ** 的子矩阵使得 A[i][j] = 0 ,即令该矩阵所有元素减去 A[i][j] 即可。

那么对于剩下的 ((i,j)) 不满足 (i,j leq n-k+1) 的位置,则已经不能改变 A[i][j] 的值了,所以说,若在这些位置中找到一个 A[i][j] ≠ 0 ,则说明无解。

暴力去修改矩阵,时间复杂度 (O(k^2(n-k)^2))由小学数学可得,当 (k=frac{n}{2}) 时,复杂度最高,为 (O(frac{n^4}{16})) ,计算量约为 (6250000) ,稳的一批。

至此能拿到 (42pts)

(~)

Subtask4 : (n leq 10^3)(k leq 10^3)

我们发现对矩阵做减法操作可以用一维差分优化到 (O(k))

具体的,开个一位差分数组 S[i][j] ,每次令 **左上 ((i,j)) ,右下 ((i+k-1,j+k-1)) ** 的矩阵减去 (d) 时,我们只需要令 S[i~i+k-1][j] += d, S[i~i+k-1][j+k] -= d 即可,记得在枚举的过程中要用一维前缀和还原当前状态的 (S) 数组。

时间复杂度 (O(k(n-k)^2))由小学数学可得,当 (k=frac{n}{3}) 时,复杂度最高,为 (O(frac{4n^3}{27})) ,计算量约为 (148148148) ,没有亲测过,开个 ( ext{O2}) 应该稳。

至此能拿到 (76pts)

(~)

Subtask5 : (n leq 5×10^3)(k leq 10^3)

能一维差分干嘛不能二维差分阿

我们发现对矩阵做减法操作可以用二维差分优化到 (O(1))

具体的,开个一位差分数组 S[i][j] ,每次令 **左上 ((i,j)) ,右下 ((i+k-1,j+k-1)) ** 的矩阵减去 (d) 时,我们只需要令 S[i][j] += d, S[i+k][j] -= d, S[i][j+k] -= d, S[i+k][j+k] += d 即可,记得在枚举的过程中要用二维前缀和还原当前状态的 (S) 数组。

时间复杂度 (O((n-k)^2)) ,稳的一批。

至此能拿到 (100pts)

[ exttt{Code} ]

#include<cstdio>
#include<algorithm>

#define RI register int // 卡常1

using namespace std;

namespace IO // 卡常2
{
    static char buf[1<<20],*fs,*ft;
    inline char gc()
    {
        if(fs==ft)
        {
			ft=(fs=buf)+fread(buf,1,1<<20,stdin);
			if(fs==ft)return EOF;
        }
        return *fs++;
    }
    #define gc() getchar()
	inline int read()
	{
		int x=0,f=1;char s=gc();
		while(s<'0'||s>'9'){if(s=='-')f=-f;s=gc();}
		while(s>='0'&&s<='9'){x=x*10+s-'0';s=gc();}
		return x*f;
	}
}using IO::read;

const int N=5010;

int n,m,k;

long long a[N][N];
long long S[N][N];

long long ans;

int main()
{
	n=read(),m=read(),k=read();

	for(RI i=1;i<=m;i++)
	{
		int x=read(),y=read(),d=read();
		a[x][y]=d;
	}

	for(RI i=1;i<=n;i++)
		for(RI j=1;j<=n;j++)
		{
			S[i][j]=S[i][j]+S[i-1][j]+S[i][j-1]-S[i-1][j-1];
			a[i][j]+=S[i][j];

			if(i+k-1>n||j+k-1>n)
			{
				if(a[i][j]==0)
					continue;
				else
				{
					puts("-1");
					return 0;
				}
			}

			ans+=abs(a[i][j]);
			S[i][j]+=-a[i][j];
			S[i+k][j]-=-a[i][j];
			S[i][j+k]-=-a[i][j];
			S[i+k][j+k]+=-a[i][j];
		}

	printf("%lld
",ans);

	return 0;
} 

[ exttt{Thanks} exttt{for} exttt{watching} ]

原文地址:https://www.cnblogs.com/cjtcalc/p/12289014.html