UVA 11300 Spreading the Wealth

题意是一个圆桌上面做了n个人,每个人手头上有不同数目的金币(每个人手头的金币数目已知),然后他们需要通过相互交换来使得大家手头上面的金币数目相等,求最少流通值。

 

白书上面用了一个非常强劲的代数做法,觉得这个思想还是需要学习一下的。

 

因为人数和总的金币数是确定的,而且题目确保了一定除得进,所以最终情况下每个人手头的钱币数量是确定的,设为M,把人编号1,2,3,4,..n,设xi为编号i-1的人给编号为i的人的金币数,我们最终要求的值即为|x1|+|x2|+…+|xn|,Ai为每个人初始状况下手头的钱币数,有

A1+x1-x2=M → x2=A1-M+x1
A2+x2-x3=M → x3=A2-M+x2 → x3=A2-M+A1-M+x1

A3+x3-x4=M → x4=A3-M+x3 → x4=A3-M+A2-M+A1-M+x1

….

An+xn-x1=M → x1=An-M+…..A1-M+x1

设Ci为M-Ai即每个人手头的金币数和期望数目的差值,Si=C1+C2+…+Ci,那么上面的式子可以化为

x2=x1-S1

x3=x1-S2

x4=x1-S3

……

xn=x1-Sn-1

x1=x1-Sn 即Sn=0这个结论显然是对的

现在|x1|+|x2|+|x3|+….+|xn|=|x1-S1|+|x1-S2|+|x1-S3|+|x1-S4|+…..+|x1|

抽象转化为这么一个问题,数轴上面有一串点,我们要找一个点x1使得这个点到数轴上所有已有点的距离最小,并求出这个距离。

结论是这个点是中位数。可以先猜测后证明,证明很简单,讨论n,若n为奇数,那么最后取得点是最中间的点,两边各有(n-1)/2个点,如果移动一个很小的量d,那么必然新的点两边的点的数目不相等了,必定比原来大d,因此最优就不成立了。而n为偶数的时候,中位数是最中间两个点的中间,如果移动这个点,只要没有越过最中间两个点的任意一个,那么总距离的值不会发生变化,如果越过了任意一个,必定导致两边的点数不相等,总距离值变大。因此的证,x1就应该是数列S1,S2,….Sn的中位数,然后计算|x1-S1|+|x1-S2|+|x1-S3|+|x1-S4|+…..+|x1|就好

 

解这道题目用的代数思路非常的巧妙,不看书我实在是想不出来。

 

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