bzoj4198 哈夫曼樹 荷馬史詩

2021-08-21 03:20:49 字數 2412 閱讀 7535

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追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷馬

allison

最近迷上了文學。她喜歡在乙個慵懶的午後,細細地品上一杯卡布奇諾,靜靜地閱讀她愛不釋手的《荷馬史詩》。但是由《奧德賽》和《伊利亞特》組成的鴻篇巨制《荷馬史詩》實在是太長了,allison

想通過一種編碼方式使得它變得短一些。 一部《荷馬史詩》中有 n 種不同的單詞,從 1 到 n 進行編號。其中第 i 種單詞出現的總次數為

wi。allison 想要用 k 進製串 si 來替換第 i 種單詞,使得其滿足如下要求: 對於任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si

不是 sj 的字首。 現在 allison 想要知道,如何選擇

si,才能使替換以後得到的新的《荷馬史詩》長度最小。在確保總長度最小的情況下,allison 還想知道最長的 si 的最短長度是多少?

乙個字串被稱為 k 進製字串,當且僅當它的每個字元是 0 到 k−1 之間(包括 0 和 k−1)的整數。 字串 str1

被稱為字串 str2 的字首,當且僅當:存在 1≤t≤m,使得 str1=str2[1..t]。其中,m 是字串 str2

的長度,str2[1..t] 表示 str2 的前 t 個字元組成的字串。

input

輸入檔案的第 1 行包含 2 個正整數 n,k,中間用單個空格隔開,表示共有 n 種單詞,需要使用 k 進製字串進行替換。

接下來 n 行,第 i+1 行包含 1 個非負整數 wi,表示第 i 種單詞的出現次數。

output

輸出檔案包括 2 行。

第 1 行輸出 1 個整數,為《荷馬史詩》經過重新編碼以後的最短長度。 第 2 行輸出 1 個整數,為保證最短總長度的情況下,最長字串

si 的最短長度。

sample input

4 2

sample output

hint

用 x(k) 表示 x 是以 k 進製表示的字串。

一種最優方案:令 00(2) 替換第 1 種單詞,01(2) 替換第 2 種單詞,10(2) 替換第 3 種單詞,11(2) 替換第 4

種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:

1×2+1×2+2×2+2×2=12

最長字串 si 的長度為 2。

一種非最優方案:令 000(2) 替換第 1 種單詞,001(2) 替換第 2 種單詞,01(2) 替換第 3 種單詞,1(2) 替換第 4

種單詞。在這種方案下,編碼以後的最短長度為:

1×3+1×3+2×2+2×1=12

最長字串 si 的長度為 3。與最優方案相比,文章的長度相同,但是最長字串的長度更長一些。

對於所有資料,保證 2≤n≤100000,2≤k≤9。

選手請注意使用 64 位整數進行輸入輸出、儲存和計算。

題解

哈夫曼樹的應用

首先建出k叉的哈夫曼樹,以字串出現次數為葉子節點的權值,其他節點權值為0

那麼對於每乙個分支,分別填上0~k-1的數字

根節點到每個葉子節點路徑長度即為替代這些單詞的單詞長度

根據定義,哈夫曼樹的權值即為答案

這棵哈夫曼樹可以看成一棵tire,每個字串不是其他字串的字首即為所有字串在tire中的結束節點均在葉子節點上而不在tire裡面。

由於題目要求最長的替代單詞最短,即為要求哈夫曼樹中最深的節點最淺,每次合併的時候對於權值相同的節點挑選深度較小的合併即可

#include

#include

#include

#include

#include

#include

using

namespace

std;

typedef

long

long ll;

struct node

friend

bool

operator

<(node n1,node n2)

};priority_queueq;

int n,k;

ll w[210000];

node cnt[15];

int main()

ll ans=0;

while(q.size()!=1)

node tmp=q.top();

printf("%lld\n%d\n",ans,tmp.meg);

return

0;}

BZOJ4198 荷馬史詩 哈夫曼編碼

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