用户工具

站点工具


2020-2021:teams:legal_string:jxm2001:contest:arc_122

这是本文档旧的修订版!


Atcoder Rugular Contest 122

C - Calculator

题意

给定 $x,y$,初值均为 $0$,接下来给定 $4$ 种操作:

  1. $x\gets x+1$
  2. $y\gets y+1$
  3. $x\gets x+y$
  4. $y\gets x+y$

要求在 $130$ 步操作内将 $x$ 变为 $N(N\le 10^{18})$。

赛时解法

不妨先规定一个 $y$ 的最终值,然后利用操作 $3,4$ 对 $x,y$ 进行更相减损术,当 $x,y$ 其中一个为 $0$ 时再利用操作 $1,2$ 暴力处理。

最后逆序输出即可。操作次数等于更相减损术次数加上 $\text{gcd}(x,y)$,不难发现斐波那契数列是最理想的情况,但 $N$ 不一定是斐波那契数。

不妨强制认为 $N$ 是斐波那契数,于是根据斐波那契数通项公式不妨猜想 $y$ 的最终值在 $\frac {2N}{\sqrt 5+1}$ 附近。

将 $\frac {2N}{\sqrt 5+1}-20\le y\le \frac {2N}{\sqrt 5+1}+20$ 都代入尝试即可。

查看代码

查看代码

LL cal(LL n,LL p){
	int pos=3;
	LL ans=0;
	while(p>0){
		LL t=n;
		while(t>=p){
			t-=p;
			ans++;
		}
		if(pos==3)pos=4;
		else pos=3;
		n=p;
		p=t;
	}
	return ans+n;
}
int main()
{
	LL n=read_LL();
	LL v=n*2/(sqrt(5)+1);
	for(LL i=max(v-20,0LL);i<=min(v+20,n);i++){
		if(cal(n,i)<125){
			LL p=i;
			stack<int> s;
			int pos=3;
			while(p>0){
				LL t=n;
				while(t>=p){
					t-=p;
					s.push(pos);
				}
				if(pos==3)pos=4;
				else pos=3;
				n=p;
				p=t;
			}
			enter(s.size()+n);
			LL tn=0,tp=0;
			_for(i,0,n){
				if(pos==3){
					tn++;
				}
				else
				tp++;
				enter(pos-2);
			}
			while(!s.empty()){
				enter(s.top());
				if(s.top()==3)
				tn=tn+tp;
				else
				tp=tn+tp;
				s.pop();
			}
			return 0;
		}
	}
	return 0;
}

正解

假定操作序列为 $4,3,4,3,4,3\cdots $,共操作 $S$ 次,且最后一次操作为 $3$。

接下来考虑在该操作序列中插入 $1,2$ 操作,定义 $F(0)=F(1)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)$。

不妨规定仅在操作 $3$ 后面或者最开始插入操作 $1$,操作 $4$ 后面插入操作 $2$。

不难发现在第 $i(0\le i\le S)$ 次操作后插入一个操作最后对 $x$ 的贡献为 $F(S-i)$。

于是问题转化为将 $N$ 分解为若干斐波那契数。取 $S=\max\{F(S)\le 10^{18}\}=86$。

最后贪心分解 $N$ 即可。显然 $F(i),F(i-1)$ 不可能同时存在与 $N$ 的分解,否则可以用 $F(i+1)$ 替代,于是最大操作数为 $\lceil\frac {(S+1)}2\rceil=44$。

于是总操作数不超过 $130$ 次。

2020-2021/teams/legal_string/jxm2001/contest/arc_122.1623833578.txt.gz · 最后更改: 2021/06/16 16:52 由 jxm2001