E. Array Queries - Educational Codeforces Round 19

https://codeforces.com/contest/797/problem/E

题目大意

给出 $n \ (\le 10^5)$ 长的数组 $a \ (1 \le a_i \le n)$。

给出 $q$ 个询问。每个询问给出 $p \ (1 \le p \le n)$ 和 $k \ (1 \le k \le n)$。问要对 $p$ 执行多少次 $p = p + a[p] + k$ 才能使 $p > n$。

简要题解

对于固定的 $k$ 这是一道动态规划题目

$$ \begin{align} dp[i] = \begin{cases} dp[i + a[i] + k] + 1, \quad & i + a[i] + k \le n \\ 1, \quad & otherwise. \end{cases} \end{align} $$

但是我们无法对所有的 $k$ 都跑一遍算法。

方法一:

注意到因为 $a_i \ge 1$,所以朴素算法暴力枚举在 $k$ 较大时跑的很快,因为对于 $k \ge \sqrt{n}$ 的情况 最多会有不超过 $\frac{n}{k} \le \sqrt{n}$ 跳,于是我们将两种方法结合起来,即可得到一个 $(n + q) \sqrt{n}$ 的算法。

复杂度

$T$:$O((n + q) \sqrt{n})$

$S$:$O(n)$

代码实现

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int io_=[](){ ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr); return 0; }();

using LL = long long;
using ULL = unsigned long long;
using LD = long double;
using PII = pair<int, int>;
using VI = vector<int>;
using MII = map<int, int>;

template<typename T> void cmin(T &x,const T &y) { if(y<x) x=y; }
template<typename T> void cmax(T &x,const T &y) { if(x<y) x=y; }
template<typename T> bool ckmin(T &x,const T &y) { 
    return y<x ? (x=y, true) : false; }
template<typename T> bool ckmax(T &x,const T &y) { 
    return x<y ? (x=y, true) : false; }
template<typename T> void cmin(T &x,T &y,const T &z) {// x<=y<=z 
    if(z<x) { y=x; x=z; } else if(z<y) y=z; }
template<typename T> void cmax(T &x,T &y,const T &z) {// x>=y>=z
    if(x<z) { y=x; x=z; } else if(y<z) y=z; }

// mt19937 rnd(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());
// mt19937_64 rnd_64(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());

/*
---------1---------2---------3---------4---------5---------6---------7---------
1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
*/

const int THRE = 300;

void solve() {
  int n; cin >> n;
  vector<int> a(n);
  for (int& i : a) cin >> i;

  vector<vector<PII>> qs(n + 1);
  int q; cin >> q;
  int u, k;
  for (int i = 0; i < q; i++) {
    cin >> u >> k; u--;
    qs[k].push_back({u, i});
  }

  vector<int> ans(q);
  vector<int> dp(n);

  for (int i = 1; i <= THRE && i <= n; i++) {
    for (int j = n - 1; j >= 0; j--) {
      int nxt = j + a[j] + i;
      if (nxt < n) dp[j] = dp[nxt] + 1;
      else dp[j] = 1;
    }

    for (auto [u, qid] : qs[i]) {
      ans[qid] = dp[u];
    }
  }

  for (int i = THRE + 1; i <= n; i++) {
    for (auto [u, qid] : qs[i]) {
      int cur = 0;
      while (u < n) {
        u += a[u] + i;
        cur++;
      }
      ans[qid] = cur;
    }
  }

  for (int i = 0; i < q; i++) {
    cout << ans[i] << '\n';
  }
}

int main() {
  int t = 1; 
  // cin >> t;
  while (t--) {
    solve();
  }
  return 0;
}

方法二:

这里注意到其实直接按照 $k$ 枚举,然后每次做记忆化搜索,则结果不会比上述按 $\sqrt{n}$ 的做法更慢($k$ 较大的情况一致,$k$ 较小的情况不需要每次全部计算)。重点是需要比较聪明的判断每个位置的 $dp$ 值对于当前的 $k$ 有没有算过,$mk$ (mark)数组只需要按照当前 $k$ 标记而不是 $1, 0$ 标记即可。这里最差复杂度是一致的。(可能会好写一点?且不用调 $\sqrt{n}$ 的值。实测 $300$ 的阈值跑了 $203ms$ 而 dp 可能常数比较大跑了 $437ms$ 反而更慢……)

复杂度

$T$:$O((n + q) \sqrt{n})$

$S$:$O(n)$

代码实现

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int io_=[](){ ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr); return 0; }();

using LL = long long;
using ULL = unsigned long long;
using LD = long double;
using PII = pair<int, int>;
using VI = vector<int>;
using MII = map<int, int>;

template<typename T> void cmin(T &x,const T &y) { if(y<x) x=y; }
template<typename T> void cmax(T &x,const T &y) { if(x<y) x=y; }
template<typename T> bool ckmin(T &x,const T &y) { 
    return y<x ? (x=y, true) : false; }
template<typename T> bool ckmax(T &x,const T &y) { 
    return x<y ? (x=y, true) : false; }
template<typename T> void cmin(T &x,T &y,const T &z) {// x<=y<=z 
    if(z<x) { y=x; x=z; } else if(z<y) y=z; }
template<typename T> void cmax(T &x,T &y,const T &z) {// x>=y>=z
    if(x<z) { y=x; x=z; } else if(y<z) y=z; }

// mt19937 rnd(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());
// mt19937_64 rnd_64(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());
template<typename Func> struct YCombinatorResult {
  Func func;
  template<typename T>
  explicit YCombinatorResult(T &&func) : func(std::forward<T>(func)) {}
  template<class ...Args> decltype(auto) operator()(Args &&...args) {
    return func(std::ref(*this), std::forward<Args>(args)...);
  }
};
template<typename Func> decltype(auto) y_comb(Func &&fun) {
  return YCombinatorResult<std::decay_t<Func>>(std::forward<Func>(fun));
}
/*
---------1---------2---------3---------4---------5---------6---------7---------
1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
*/

void solve() {
  int n; cin >> n;
  vector<int> a(n);
  for (int& i : a) cin >> i;

  vector<vector<PII>> qs(n + 1);
  int q; cin >> q;
  int u, k;
  for (int i = 0; i < q; i++) {
    cin >> u >> k; u--;
    qs[k].push_back({u, i});
  }

  vector<int> ans(q);
  vector<int> dp(n);
  vector<int> mk(n);

  auto dfs = y_comb([&](auto dfs, int u, int i) -> int {
    if (u >= n) return 0;
    if (mk[u] == i) return dp[u];
    mk[u] = i;
    dp[u] = dfs(u + a[u] + i, i) + 1;
    return dp[u];
  });

  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    for (auto [u, qid] : qs[i]) {
      ans[qid] = dfs(u, i);
    }
  }

  for (int i = 0; i < q; i++) {
    cout << ans[i] << '\n';
  }
}

int main() {
  int t = 1; 
  // cin >> t;
  while (t--) {
    solve();
  }
  return 0;
}
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