二分搜索 ——(最小值最大化和最大值最小化)

有一类常见问题叫做最小值最大化或者最大值最小化。这类问题一般是用二分搜索来解决。

  首先二分搜索解决的问题必须具备单调性这个性质,这是使用二分搜索的必要条件,我们分析两个问题。

  1.最小值最大化:我们假设x为最大的最小值,那么x-1是满足条件的,但他并不满足最大,x+1是不满足条件的,假设我们左边界是L,右边界是R,我们二分一个答案ans,ans为最后一个满足条件的数,我们是不是可以类比二分搜索(一)中的last_less_equal()或者last_less()这个问题和这两者是差不多的。可以先阅读我的另一篇博文:二分搜索(一)——各种二分

  2.最大值最小化:我们假设x为最小的最大值,那么x-1是不满足条件的,x+1是满足条件的,但他不满足最小,假设我们左边界是L,右边界是R,我们二分一个答案ans,ans为第一个满足条件的数,我们是不是可以类比二分搜索(一)中的lower_bound()或者upper_bound()这个问题和这两者是差不多的。

  所以综上所述并根据我在二分搜索(一)——各种二分中的描述:最小值最大化的二分区间是右闭左开(L,R],每次二分的中心为M=(L+R+1)/2;最大值最小化的二分区间是左闭右开,[L,R),每次二分的中心为M=(L+R)/2。

  例题1:LA3971-3971——Assemble

   题目意思:你有b块钱,想要组装一台电脑。给出n个配件格子的种类,品质因子和价格,要求每种类型的配件各买一个,总价格不超过b,且品质最差的配件的品质因子尽量大。

   思路:这很明显是一个最小值最大化的问题,这道题还用到map对物品按名称进行分类,注意多组输入,要对上一组的数据进行清空,我们可以看出二分边界L=-1,R=maxq(所有商品中品质因子的最大值。),也就是右闭左开区间(L,R],我们搜索最后一个满足条件的ans值,具体看代码吧。

   代码:

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1000+7;
map<string,int>mp;
struct node{
    int p,q;    
};
vector<node>a[N];
int cnt=0,n,b;
int check(int M){
    long long sum=0;
    for(int i=0;i<cnt;i++){
        int minn=b+10;
        for(int j=0;j<(int)a[i].size();j++){
            if(a[i][j].q>=M){
                minn=min(minn,a[i][j].p);
            }
        }
        sum+=minn;
        if(sum>b) return 0;
    }
    return 1;
}
int main(){
    int T;cin>>T;
    while(T--){
        cin>>n>>b;    
        for(int i=0;i<cnt;i++) a[i].clear();
        cnt=0;
        int L=-1,R=0;
        for(int i=0;i<n;i++){
            string type,name;
            int p,q;
            cin>>type>>name>>p>>q;
            if(mp.count(type)==0){
                mp[type]=cnt++;
            }
            R=max(R,q);
            a[mp[type]].push_back({p,q});
        }
        while(L<R){
            int M=(L+R+1)/2;
            if(check(M)) L=M;
            else R=M-1;
        }
        cout<<R<<endl;
    }
    return 0;
}

 

   

  例题2:openjudge-2456——Aggressive cows

    题目意思:农民约翰有用C只牛,然后他有N个隔间,每个隔间都有自己的坐标位置(一维的)pos,如何安排把牛安排进隔间才能使,所有牛之间距离的最小值最大,我们不需要求这个分配方案,我们只需要求这个最小距离的最大值,很裸的最小值最大化。

    思路:直接看代码吧

 

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N=1e5+7;
LL n,c,a[N];
int check(int M){
    LL t=c-1,pre=0;
    for(int i=1;i<n;i++){
        if(a[i]-a[pre]>=M){
            t--;
            pre=i;
        }
        if(t==0) break;
    }
    return t==0;    
}
int main(){
    cin>>n>>c;    
    long long minn=0x3f3f3f3f,maxx=-0x3f3f3f3f;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>a[i];
        minn=min(a[i],minn); maxx=max(a[i],maxx);
    }
    sort(a,a+n);
    int L=0,R=maxx-minn;    
    while(L<R){
        int M=(L+R+1)/2;
        if(check(M)) L=M;
        else R=M-1;
    }
    cout<<R<<endl;
    return 0;
}

 

 

  例题3:openjudge-4135——Monthly Expense

   题目意思:共n个月,给出每个月的开销.将n个月划分成m个时间段,求m个时间段中开销最大的时间段的最小开销值。

   思路:最大值最小化,直接看代码吧

   代码:

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m;
vector<int>a;
int check(int M){
    int ct=0,now=0;
    for(int i=0;i<n;i++){
        if(a[i]>M) return 0;
        if(now+a[i]>M){
            ct++;
            now=0;    
        }    
        now+=a[i];
    }
    return ct<m;
}
int main(){
    cin>>n>>m;
    a.resize(n);
    int R=0,L=0;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>a[i];
        R+=a[i];
        L=max(L,a[i]);
    }
    R++;    
    while(L<R){
        int M=(L+R)/2;
        if(check(M)) R=M;
        else L=M+1;
    }
    cout<<L<<endl;
    return 0;
}

 

 

链接:

https://my.oschina.net/u/4412752/blog/4040477

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