CF 1654E Arithmetic Operations

题目描述

https://codeforces.com/contest/1654/problem/E

简要题意:给定一个长度为 $n$ 的序列 $a_i$,每次操作可以选择一个 $i$ 将 $a_i$ 变成任意一个整数,求最小需要多少次操作可以整个序列变成一个等差数列

$n,a_i\le 10^5$

Solution

注意到 $a_i\le 10^5$,也就是说公差一定是 $10^5$ 范围内,另外如果公差为 $d$,那么可能可以保留的子区间的长度就是 $\frac{10^5}{d}$,容易想到根号分治

枚举公差 $d$,如果公差小于 $\sqrt n$,那么我们直接暴力整个序列 $a_i$,将 $a_i$ 减掉 $i\times d$,相同大小的数的个数的最大值即为可以保留的数,时间复杂度 $O(n\sqrt n)$

如果公差大于 $\sqrt n$,我们知道子区间的长度一定小于 $\sqrt n$,所以我们枚举所有长度为 $\sqrt n$ 的子区间,我们认为一定保留区间左端点 $a_l$,那么对于一个 $a_i$,如果 $a_i-a_l$ 能够被 $i - l$ 整除的话,那么对于公差 $\frac{a_i-a_l}{i-l}$,$a_i$ 才能被保留,我们把 $a_i$ 贡献到这个公差上即可,这里的时间复杂度就是 $O(n\sqrt n)$

总时间复杂度 $O(n\sqrt n)$,空间复杂度 $O(n\sqrt n)$

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#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <map>
#include <vector>
#define maxn 100010
#define maxm 40000010
#define ll long long
using namespace std;

int n, a[maxn];

int cnt[maxm];
int solve() {
int ans = n, blo = 340;
for (int d = 0; d <= blo; ++d) {
int mx = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
mx = max(mx, ++cnt[a[i] + (n - i) * d]);
ans = min(ans, n - mx);
for (int i = 1; i <= n; ++i)
cnt[a[i] + (n - i) * d] = 0;
}
int m = 340;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
int mx = 0;
for (int j = i + 1; j <= min(n, i + m - 1); ++j)
if (a[j] > a[i] && (a[j] - a[i]) % (j - i) == 0)
mx = max(mx, ++cnt[(a[j] - a[i]) / (j - i)]);
for (int j = i + 1; j <= min(n, i + m - 1); ++j)
if (a[j] > a[i] && (a[j] - a[i]) % (j - i) == 0)
cnt[(a[j] - a[i]) / (j - i)] = 0;
ans = min(ans, n - mx - 1);
}
return ans;
}

int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr);

cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> a[i];
int ans = solve();
reverse(a + 1, a + n + 1); cout << min(ans, solve()) << "\n";
return 0;
}