yzoi2223集合构造的详细解法

Description - 问题描述

集合M的定义如下:

  • 1是M中的元素
  • 如果x是M中的元素,那么2x+1和4x+5都是M中的元素

那么,集合M中,最小的n个数是哪些?

Input - 输入数据

一个整数n(1<=n<=100 000)

Output - 输出数据

n个从小到大的整数,空格分隔。

  仔细一分析便可推知最后需要输出的数一定是单调递增的。在当时做这题的时候,旁边的gxy同学直接从1开始暴力枚举所有的奇数(2x+1和4x+5肯定是一个奇数),然后判断和前面的数是否构成2x+1或4x+5的关系,是的话就输出,否则便continue,这样的话算法复杂度就达到了O(n^2),最后还是有一个点无法通过。那么,是否还有更好的方法呢?

  事实上,由前面的单调递增可以知道:假如我们用一个数组来保存输出的数,那么这个数组肯定是2x+1产生的数再并上4x+5产生的数。这样一来也就明了了只要我们定义一个a队列来保存2x+1产生的数,用一个b队列保存4x+5产生的数。每次将a的队头与b的队头进行比较,则会出现3种情况:(A)a队头>b队头  (B)a队头=b队头  (C)a队头<b队头  这时只需要将较小者送人x来执行下一次的2x+1和4x+5,同时也不要忘记将x输出。在经过多方的查证后,我才得以知道这是使用了单调队列的思想,下面给出百度里给它的定义以有助于大家的理解:单调队列,即单调的队列。使用频率不高,但在有些程序中会有非同寻常的作用。(大概就是诸如这类的题目吧)

举例

不妨用一个问题来说明单调队列的作用和操作:
不断地向缓存数组里读入元素,也不时地去掉最老的元素,不定期的询问当前缓存数组里的最小的元素。
最直接的方法:普通队列实现缓存数组。
进队出队都是O(1),一次查询需要遍历当前队列的所有元素,故O(n)。
  好了,接下来给出代码,仅供参考:
 #include<iostream>
using namespace std;
const int maxn=+;
int a[maxn],b[maxn];
int x=,n,total=;
int front1=,front2=,tail1=,tail2=;
int main()
{
cin>>n;
while(total<=n)
{
if(total==n)
cout<<x;
else
cout<<x<<' '; tail1++;
a[tail1]=*x+; tail2++;
b[tail2]=*x+; if(a[front1]>b[front2])
{
x=b[front2];
front2++; }
else
{
if(a[front2]<b[front2])
{
x=a[front1];
front1++;
}
else
{
x=a[front1];
front1++;
front2++;
}
}
total++;
}
return ;
}

最后,欢迎大家的指教。

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