• 数据结构与算法训练:第二十三弹


    1. 知识点总结

    耗时:2h28min

    得分:99/100

    知识点:字符串、最大公因数、插入排序和归并排序、多叉树的层次遍历、BFS连通图体积求解

    题目难度知识点
    1088 Rational Arithmetic🎯字符串、最大公因数
    1089 Insert or Merge🎯🎯|✨插入排序和归并排序
    1090 Highest Price in Supply Chain🎯多叉树的构建和层次遍历
    1091 Acute Stroke🎯BFS

    2. 分题题解

    2.1 1088 Rational Arithmetic

    不是很难,虽然代码量看着多~

    主要是分数的运算,注意输出格式即可,需要留意一下除零的情况~

    • 首先getVal根据字符串获取分数的值以及正负情况
    • 接着AddDiff这些主要是按照分数运算规则求解答案
    • 对分数结构体Node输出时调用Print注意输出格式:最简分数形式
    #include
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    string str1,str2;
    struct Node{
    	bool neg=false;
    	ll up;
    	ll down;
    };
    Node num1,num2;
    //求最大公因数 
    ll gcd(ll a,ll b){
    	if(a<b)swap(a,b);
    	ll temp;
    	while(b){
    		temp=b;
    		b=a%b;
    		a=temp;
    	}
    	return a;
    }
    void getValue(string str,Node&num){
    	if(str[0]=='-'){
    		num.neg=true;
    		str=str.substr(1,str.length());
    	}
    	sscanf(str.c_str(),"%lld/%lld",&num.up,&num.down);
    	ll temp=gcd(num.up,num.down);
    	num.up/=temp;
    	num.down/=temp;
    	if(num.neg){
    		num.up=-num.up;
    	}
    }
    void Print(Node num){
    	if(num.neg){
    		printf("(-");
    	}
    	if(num.up==0){
    		printf("0");
    	}else{
    		ll out=num.up/num.down;
    		ll res=num.up-out*num.down;
    		if(out){
    			printf("%lld",abs(out));
    		}
    		if(res){
    			if(out){
    				printf(" ");
    			}
    			printf("%lld/%lld",abs(res),abs(num.down));
    		}
    	}
    	if(num.neg){
    		printf(")");
    	}
    }
    void Add(Node num1,Node num2){
    	Node ans;
    	// a/b + c/d= (a*d+b*c)/(b*d)
    	ans.up=(num1.up*num2.down+num1.down*num2.up);
    	ans.down=(num1.down*num2.down);
    	if(ans.up<0)ans.neg=true;
    	ll temp=gcd(abs(ans.up),ans.down);
    	ans.up/=temp;
    	ans.down/=temp;
    	//输出答案 
    	Print(num1);
    	printf(" + ");
    	Print(num2);
    	printf(" = ");
    	Print(ans);
    	printf("\n");
    }
    void Diff(Node num1,Node num2){
    	Node ans;
    	//a/b - c/d= (a*d-b*c)/(b*d)
    	ans.up=(num1.up*num2.down-num1.down*num2.up);
    	ans.down=(num1.down*num2.down);
    	if(ans.up<0)ans.neg=true;
    	ll temp=gcd(abs(ans.up),ans.down);
    	ans.up/=temp;
    	ans.down/=temp;
    	//输出答案 
    	Print(num1);
    	printf(" - ");
    	Print(num2);
    	printf(" = ");
    	Print(ans); 
    	printf("\n");
    }
    void Pro(Node num1,Node num2){
    	Node ans;
    	//a/b * c/d= a*c/(b*d)
    	ans.up=(num1.up*num2.up);
    	ans.down=(num1.down*num2.down);
    	if(ans.up<0)ans.neg=true;
    	ll temp=gcd(abs(ans.up),ans.down);
    	ans.up/=temp;
    	ans.down/=temp;
    	//输出答案 
    	Print(num1);
    	printf(" * ");
    	Print(num2);
    	printf(" = ");
    	Print(ans); 
    	printf("\n");
    }
    void Quo(Node num1,Node num2){
    	Node ans;
    	if(num2.up==0){
    		Print(num1);
    		printf(" / ");
    		Print(num2);
    		printf(" = ");
    		printf("Inf");
    		return;
    	}
    	//a/b / c/d= a*d/(b*c)
    	ans.up=(num1.up*num2.down);
    	ans.down=(num1.down*num2.up);
    	if(num1.neg&&!num2.neg||!num1.neg&&num2.neg){
    		ans.neg=true;
    	}
    	ll temp=gcd(abs(ans.up),ans.down);
    	ans.up/=temp;
    	ans.down/=temp;
    	//输出答案 
    	Print(num1);
    	printf(" / ");
    	Print(num2);
    	printf(" = ");
    	Print(ans); 
    }
    int main(){
    	cin>>str1>>str2;
    	getValue(str1,num1);
    	getValue(str2,num2);
    	Add(num1,num2);
    	Diff(num1,num2);
    	Pro(num1,num2);
    	Quo(num1,num2);
    	return 0;
    }
    
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    2.2 1089 Insert or Merge

    主要考察插入排序和归并排序的具体实现步骤

    模拟的时候卡在了归并排序上,最后第二个测试点被扣1分

    24分代码:

    #include
    using namespace std;
    int N;
    vector<int>v0,v1;
    vector<int>temp;
    bool insertSort(){
    	temp=v0;
    	bool flag=false;
    	for(int i=1;i<N;i++){
    		if(temp==v1){
    			flag=true;
    		}
    		//一次迭代
    		int pos=i;
    		int value=temp[i];
    		while(pos){
    			temp[pos]=temp[pos-1];
    			if(temp[pos]<value){
    				break;
    			}
    			pos--;
    		}
    		temp[pos]=value;
    		//一次迭代 
    		if(flag){
    			break;
    		} 
    	}
    	return flag;
    }
    bool mergeSort(){
    	bool flag=false;
    	temp=v0;
    	int block=2;
    	while(block<N){
    		if(temp==v1){
    			flag=true;
    		}
    		for(int i=0;i<N;i+=block){
    			if(i+block<=N){
    				sort(temp.begin()+i,temp.begin()+i+block);
    			}else{
    				sort(temp.begin()+i,temp.end());
    			}
    		}
    		if(flag&&temp!=v1){
    			break;
    		}
    		block*=2;
    	}
    	
    	return flag;
    }
    int main(){
    	scanf("%d",&N);
    	v0.resize(N);
    	v1.resize(N);
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		scanf("%d",&v0[i]);
    	}
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		scanf("%d",&v1[i]);
    	}
    	if(mergeSort()){
    		printf("Merge Sort\n");
    	}else{
    		insertSort();
    		printf("Insertion Sort\n");
    	}
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		if(i){
    			printf(" ");
    		}
    		printf("%d",temp[i]);
    	}
    	return 0;
    }
    
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    看了柳神的代码依然没有找到自己的merge哪里错了,但是测试后发现好像index2测试点既是insertSort又是mergeSort,心态炸裂,重新考虑了一下可能是插入排序从第二个下标点开始,也就是说如果v1==v0的时候,默认是mergeSort,顺利AC~

    #include
    using namespace std;
    int N;
    vector<int>v0,v1;
    vector<int>temp;
    //插入排序
    bool insertSort(){
    	temp=v0;
    	bool flag=false;
    	for(int i=1;i<N;i++){
    		if(i!=1&&temp==v1){
    			flag=true;
    		}
    		//一次迭代
    		int pos=i;
    		int value=temp[i];
    		while(pos&&temp[pos-1]>value){
    			temp[pos]=temp[pos-1];
    			pos--;
    		}
    		temp[pos]=value;
    		//一次迭代 
    		if(flag){
    			break;
    		} 
    	}
    	return flag;
    }
    bool mergeSort(){
    	bool flag=false;
    	temp=v0;
    	int block=2;
    	while(block<=N){
    		if(temp==v1){
    			flag=true;
    		}
    		for(int i=0;i<N;i+=block){
    			if(i+block<=N){
    				sort(temp.begin()+i,temp.begin()+i+block);
    			}else{
    				sort(temp.begin()+i,temp.end());
    			}
    		}
    		if(flag){
    			break;
    		}
    		block*=2;
    	}
    	
    	return flag;
    }
    int main(){
    	scanf("%d",&N);
    	v0.resize(N);
    	v1.resize(N);
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		scanf("%d",&v0[i]);
    	}
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		scanf("%d",&v1[i]);
    	}
    	if(insertSort()){
    		printf("Insertion Sort\n");
    	}else{
    		mergeSort();
    		printf("Merge Sort\n");
    	}
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		if(i){
    			printf(" ");
    		}
    		printf("%d",temp[i]);
    	}
    	return 0;
    }
    
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    总之排序之后需要专门整理下知识点啦~

    2.3 1090 Highest Price in Supply Chain

    主要是考察静态多叉树的构建和层次遍历,这里将所有节点的索引都进行了+1处理方便利用vector存储遍历.最后输出注意从根节点所在层向下一个节点的时候不需要*(1+r/100)

    #include
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    int N,tmp,root=0;
    double p,r;
    struct Node{
    	vector<int>childs;
    	int level=0;
    };
    vector<Node>nodes;
    vector<int>level;
    int max_level=0;
    void levelTravel(int root){
    	queue<int>q;
    	q.push(root);
    	int top;
    	int level_cnt=0;
    	while(!q.empty()){
    		top=q.front();
    		q.pop();
    		level_cnt=nodes[top].level;
    		if(level_cnt>max_level){
    			max_level=level_cnt;
    		}
    		//printf("level %d:%d\n",level_cnt,top-1);
    		level[level_cnt]++;
    		for(int i=0;i<nodes[top].childs.size();i++){
    			int id=nodes[top].childs[i];
    			nodes[id].level=level_cnt+1;
    			q.push(id);
    		}
    	}
    }
    int main(){
    	scanf("%d%lf%lf",&N,&p,&r);
    	nodes.resize(N+1);//0-N
    	level.resize(N+1,0);
    	for(int i=0;i<N;i++){
    		scanf("%d",&tmp);
    		nodes[tmp+1].childs.push_back(i+1);
    	}
    	levelTravel(root);
    	for(int i=0;i<max_level-1;i++){
    		p*=(1+r/100);
    	}
    	printf("%.2f %d",p,level[max_level]);
    	return 0;
    } 
    
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    2.4 1091 Acute Stroke

    题目类似于二位数组找连通图,连通图面积大于一定阈值记录到cnt中,这里扩展到了三维的情况,值得注意的是,dfs会出现段错误,推荐使用BFS

    #include
    using namespace std;
    int N,M,L,T;
    int tmp,cnt=0;
    vector<vector<vector<bool> > >brain;
    vector<vector<vector<bool> > >vis;
    int di[]={0,0,0,0,1,-1};
    int dx[]={0,0,1,-1,0,0};
    int dy[]={1,-1,0,0,0,0};
    int volume;
    void dfs(int i,int x,int y){
    	volume++;
    	vis[i][x][y]=true;
    	for(int v=0;v<6;v++){
    		if(i+di[v]<0||i+di[v]>=L)continue;
    		if(x+dx[v]<0||x+dx[v]>=N)continue;
    		if(y+dy[v]<0||y+dy[v]>=M)continue;
    		if(!vis[i+di[v]][x+dx[v]][y+dy[v]]&&brain[i+di[v]][x+dx[v]][y+dy[v]]){
    			dfs(i+di[v],x+dx[v],y+dy[v]);
    		}
    	}
    }
    void bfs(int i,int x,int y){
    	queue<int>qi,qx,qy;
    	qi.push(i);
    	qx.push(x);
    	qy.push(y);
    	vis[i][x][y]=true;
    	while(!qi.empty()){
    		i=qi.front();qi.pop();
    		x=qx.front();qx.pop();
    		y=qy.front();qy.pop();
    		volume++;
    		for(int v=0;v<6;v++){
    			if(i+di[v]<0||i+di[v]>=L)continue;
    			if(x+dx[v]<0||x+dx[v]>=N)continue;
    			if(y+dy[v]<0||y+dy[v]>=M)continue;
    			if(!vis[i+di[v]][x+dx[v]][y+dy[v]]&&brain[i+di[v]][x+dx[v]][y+dy[v]]){
    				qi.push(i+di[v]);
    				qx.push(x+dx[v]);
    				qy.push(y+dy[v]);
    				vis[i+di[v]][x+dx[v]][y+dy[v]]=true;
    			}
    		}
    	}
    }
    int main(){
    	scanf("%d%d%d%d",&N,&M,&L,&T);
    	brain.resize(L);
    	vis.resize(L);
    	for(int i=0;i<L;i++){
    		brain[i].resize(N);
    		vis[i].resize(N);
    		for(int j=0;j<N;j++){
    			brain[i][j].resize(M);
    			fill(brain[i][j].begin(),brain[i][j].end(),false);
    			vis[i][j].resize(M);
    			fill(vis[i][j].begin(),vis[i][j].end(),false);
    		}
    		for(int x=0;x<N;x++){
    			for(int y=0;y<M;y++){
    				scanf("%d",&tmp);
    				if(tmp){
    					brain[i][x][y]=true;
    				}
    			}
    		}
    	}
    	for(int i=0;i<L;i++){
    		for(int x=0;x<N;x++){
    			for(int y=0;y<M;y++){
    				if(!vis[i][x][y]&&brain[i][x][y]){
    					volume=0;
                        //dfs(i,x,y);会出现段错误,25分
    					bfs(i,x,y);
    					if(volume>=T){
    						cnt+=volume;
    					}
    				}
    			}
    		}
    	}
    	printf("%d",cnt);
    	return 0; 
    }
    
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    3. 参考资料

    1089. Insert or Merge (25)-PAT甲级真题_柳婼的博客-CSDN博客

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