題目大意:
給出一個序列,長度為N,均為正數。
找出一段連續的區間,此區間的平均值最大,長度必須大于F。
好像還是有點實際用途的,這個問題。
看完題之后,基本上就知道是做不出來的了。只想得到那種最簡單的O(N^2)的解法,但是N = 100,000。這種解法必然超時。
在網上搜了兩個解題報告,發現此題的解法相當牛逼!
兩種解法是完全不同類型的。
二分法
我們可以比較容易得出答案的最大值和最小值,即為序列中最大元素和最小元素。
二分法的關鍵在于判斷“一個可能的解跟正確答案相比是大了還是小了”。網上給的方法是:
如果要判斷val這個解,那就讓序列里所有元素的值都減去val。
然后試圖尋找一段連續的區間,該區間的長度大于F,并且區間大于0。
可見,問題一下轉化成統計數字的和,而不是數字的平均值,問題變得明朗了。
尋找這種區間的算法是一個很簡單的動態規劃,復雜度為O(N)。
用 f[a, b] 表示在區間 [a, b] 中,所有子區間的最大值。
那么
當 b - a = F 時,f[a, b] 為序列中對應的和。
當 b - a > F 時,f[a, b] = max{ f[a, b - 1] + arr[b], f[b - f + 1, b] }
我們要求的是 f[0, N]。
因此,二分法的復雜度是 O(NlgN)。代碼跑了接近300ms。

/**//*
* 代碼大量參考這份解題報告
* http://blog.sina.com.cn/s/blog_5c95cb070100dd47.html
* 原作者代碼寫得很不錯!贊一個!
*/
#include <stdio.h>

#define MAX_N 100032

double S[MAX_N], A[MAX_N];
int N, F;

int check(double val)


{
double cur, pre;
int i;

pre = S[F - 1] - val * (F - 1);

for (i = F; i <= N; i++)
{
cur = S[i] - S[i - F] - val * F;
pre = pre + A[i] - val;
if (cur > pre)
pre = cur;
if (pre > -1e-6)
return 1;
}

return 0;
}

int main()


{
int i;
double l, r, m;

freopen("e:\\test\\in.txt", "r", stdin);

scanf("%d%d", &N, &F);
l = 1e50;
r = 0;
A[0] = S[0] = 0;

for (i = 1; i <= N; i++)
{
scanf("%lf", &A[i]);
if (A[i] > r)
r = A[i];
if (A[i] < l)
l = A[i];
S[i] = S[i - 1] + A[i];
}


while (r - l >= 1e-6)
{
m = (l + r) / 2;
if (check(m))
l = m;
else
r = m;
}

printf("%d\n", (int)(r * 1000));

return 0;
}

凸包法
這個方法不是真的求點的凸包,是用了求凸包時候的技巧。
首先把序列轉化成一個圖,一共有N個點,第 i 個點的坐標為 (i, S[i]),其中 S[i] 為序列的前 i 項和。
在圖上,能觀察到,點a點b之間的斜率就是區間[a, b]的平均值。
當 N = 6, F = 3 的時候,按照最簡單的 O(N^2) 的做法,計算每兩個點之間的斜率,計算的順序為:
[1, 3]
[1, 4] [2, 4]
[1, 5] [2, 5] [3, 5]
[1, 6] [2, 6] [3, 6] [4, 6]
在算第6個點的時候,依次算了1,2,3,4跟點6的斜率。
為了避免不必要的計算,我們要沒必要計算的點剔除。
用類似凸包的計算更新方法,在點1,2,3。。。中維護一條“下凸折線”。
這樣,可以保證末尾的點跟折線中的點的斜率是先遞增再遞減的關系。
就能比較快的找出最大的斜率了。
這個算法的復雜度,網上的人說是O(N),但我覺得好像不是O(N)啊,也不知道是什么。
但是,絕對不能單單以復雜度來評價算法的啦。
代碼跑了150ms左右。比2分的還是快一點。

/**//*
* 思路參考此解題報告
* http://hi.baidu.com/ultramanzhy/blog/item/a8cb4efa1ecf2e1aa9d31123.html
* 解法牛逼!贊一個!
*/
#include <stdio.h>

#define MAX_N 100032

int S[MAX_N], stack[MAX_N], N, F, sp;

__inline int turn_right(int a, int b, int c)


{
int x1, y1, x2, y2;

x1 = b - a;
y1 = S[b] - S[a];
x2 = c - b;
y2 = S[c] - S[b];

return x1*y2 - x2*y1 <= 0;
}

__inline double calc_k(int a, int b)


{
return (double)(S[b] - S[a]) / (double)(b - a);
}

int main()


{
int i, j;
double max_val, val;

freopen("e:\\test\\in.txt", "r", stdin);

scanf("%d%d", &N, &F);

for (i = 1; i <= N; i++)
{
scanf("%d", &j);
S[i] = S[i - 1] + j;
}
max_val = 0;

for (i = 0; i <= N - F; i++)
{
while (sp >= 2 && turn_right(stack[sp - 2], stack[sp - 1], i))
sp--;
stack[sp++] = i;
for (j = sp;
j >= 2 && turn_right(stack[j - 2], stack[j - 1], i + F);
j--
);
val = calc_k(stack[j - 1], i + F);
if (val > max_val)
max_val = val;
}
printf("%d\n", (int)(max_val * 1000));

return 0;
}
