week4-C - TT 的神秘礼物

2023-05-16

题目

TT 是一位重度爱猫人士,每日沉溺于 B 站上的猫咪频道。
有一天,TT 的好友 ZJM 决定交给 TT 一个难题,如果 TT 能够解决这个难题,ZJM 就会买一只可爱猫咪送给 TT。
任务内容是,给定一个 N 个数的数组 cat[i],并用这个数组生成一个新数组 ans[i]。新数组定义为对于任意的 i, j 且 i != j,均有 ans[] = abs(cat[i] - cat[j]),1 <= i < j <= N。试求出这个新数组的中位数,中位数即为排序之后 (len+1)/2 位置对应的数字,’/’ 为下取整。
TT 非常想得到那只可爱的猫咪,你能帮帮他吗?

Input

多组输入,每次输入一个 N,表示有 N 个数,之后输入一个长度为 N 的序列 cat, cat[i] <= 1e9 , 3 <= n <= 1e5

Output

输出新数组 ans 的中位数

Sample Input

4
1 3 2 4
3
1 10 2

Sample Output

1
8

思路

该题利用了二分答案P,枚举+二分计算P的名次的方法
复杂度为
在这里插入图片描述

怎样计算P的名次?

如果将X从小到大排列可以去绝对值。

那么计算𝑋𝑗−𝑋𝑖≤𝑃的二元组对数即可。

移项可得𝑋𝑗≤𝑋𝑖+𝑃, 𝑖<𝑗

枚举下标i然后计算满足条件的下标j的个数 也可以二分!

当然我们也可以换个角度来思考一下

想象存在这样一个数组,这个数组的前半部分全是1,后半部分全是0

这个数组可以有这样的含义

   如果a[i]=1,表明当p=i的时候,p的排名小于中位数

   如果a[i]=0,表明当p=i的时候,p的排名等于或大于中位数

在这里插入图片描述

R为最大可能的答案,在这个题中可以是数列B的最大值,也就是数列X中最大值和最小值的差

如果从这个角度来考虑的话,X就是我们要的答案

我们的任务变成了求这个数组中第一个0出现的位置


本题使用了二分答案和普通二分法,二分答案意味着找到答案的可行区间进行二分,可行区间内的点不一定都是满足条件的取值,但一定包括所有满足条件的取值。
step0 将所有数录入到数组ans中并按从小到大排序,这样后面的数一定会大于前面的数,作差时用后面的数减去前面的数即可得到绝对值

step1 用ans两头数相减作为max,0为min,在max和min之间进行二分,取p=(min+max)>>1,调用函数count(int p)计算ans中任意两值相减的绝对值中值<=p的个数,找到一个最小的p其count(int p)>=新数组长度的一半,该p即为所求中位数

step2 count(int p)中用i遍历ans数组,对i~n-1进行二分,找到最大的一个使ans[j]-ans[i]>=p的值,另sum+=(j-1),当i遍历完ans数组后,sum中存储的即为所求的ans中任意两值相减的绝对值中值<=p的个数。

错误

1、注意中位数的下标是新生成的数组的中位数,要先求出生成新数组的长度len,再用(len+1)/2得中位数的位置,不要错用成原数组的长度n,用(n+1)/2求。
2、其他两个错误注释在代码中。

代码

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int ans[100000],n;
int count(int p)
{
	int sum=0;
	for(int i=0;i<n;i++)//可进行剪枝 
	{
		int l=i,r=n-1,j=-1;//注意这里r应该为n-1,若为n,可能二分时恰好为n,之后若再+1会越界 
		while(l<=r)
		{
			int mid=(l+r)>>1;
			if(ans[mid]<=ans[i]+p)
			{
				j=mid;
				l=mid+1;				
			}
			else r=mid-1;
		}
		if(j!=-1)
		{
			sum+=(j-i);//注意j-i才是增加的绝对值个数,而非j+1 
//			cout<<"sum"<<sum<<endl;			
		}

	}
	return sum;
}
int main()
{
	while(scanf("%d",&n)!=EOF)
	{
		for(int i=0;i<n;i++)
			scanf("%d",&ans[i]);
		sort(ans,ans+n);
		int max=ans[n-1]-ans[0],min=0,zw,len=n*(n-1)/2;
//		cout<<"len:"<<len<<endl;
//		cout<<max<<' '<<min<<endl;
		while(min<=max)
		{
			int p=(min+max)>>1;
//			cout<<"p"<<p<<endl;
//			cout<<"count(p)"<<count(p)<<endl;
			if(count(p)>=(len+1)/2)
			{
				zw=p;
				max=p-1;
			}
			else min=p+1;
		}
		printf("%d\n",zw);
	 } 
	return 0;
}
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