A+B Problem 详细解答 (转载)
此为详细装13版
转载自:https://vijos.org/discuss/56ff2e7617f3ca063af6a0a3
全文如下,未作修改,仅供围观,不代表个人观点:
而且你们假惺惺的用网络流,过程中还是要用加法,我一个加法都没用。
#include <cstdio>
int m, n, a[32768][32768];
int main()
{
scanf("%d%d", &m, &n);
for (int i = 1; i <= m; ++i) {
a[i][0] = i;
for (int j = 1; j <= n; ++j) {
a[0][j] = j;
a[i][j] = ++a[i - 1][j];
--a[i - 1][j];
}
}
printf("%d\n", a[m][n]);
}
根据加法的性质,0 为加法单元,满足 m + 0 = m, 0 + n = n
然后就是裸推了:i + j = i + (j - 1) + 1
但是这样会超时,而且在 Vijos 上测数组太大了,编译就错误了。所以要进行优化,合并一个状态:
设 F(i) = i + n, 则 F(0) = n, F(i) = F(i - 1) + 1
#include <cstdio>
int m, n, a[32768];
int main()
{
scanf("%d%d", &m, &n);
a[0] = n;
for (int i = 1; i <= m; ++i) {
a[i] = ++a[i - 1];
--a[i - 1];
}
printf("%d\n", a[m]);
}
此时已经可以通过了,然而,本着精益求精的态度,进一步可以用滚动数组优化,变成这样:
#include <cstdio>
int m, n, ans;
int main()
{
scanf("%d%d", &m, &n);
ans = n;
while (m--) ++ans;
printf("%d\n", ans);
}
这是递推做法的最优解了。然而,事实上,还可以用位运算做,才是真正的最优解。
首先,加法分为两个步骤,一个是数字加,一个是进位。
因为单位二进制中 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1
正好符合异或的性质。
进位的部分则为 a & b。
但是第一位不可能进位,所以整体移动一位,即 (a & b) << 1.
那么 a + b = (a ^ b) + ((a & b) << 1);
出现了加号!可是这是可以递归的,故程序优化如下:
#include <cstdio>
int m, n;
int add(int a, int b)
{
if (a == 0) return b;
if (b == 0) return a;
int s = a ^ b;
int t = (a & b) << 1;
return add(s, t);
}
int main()
{
scanf("%d%d", &m, &n);
printf("%d\n", add(m, n));
}
显然,该程序时间复杂度为 Ø(log max{a, b})
因为这是一个尾递归,所以我们可以通过迭代消除它。
#include <cstdio>
int m, n;
int main()
{
scanf("%d%d", &m, &n);
int u = m & n;
int v = m ^ n;
while (u) {
int s = v;
int t = u << 1;
u = s & t;
v = s ^ t;
}
printf("%d\n", v);
}
即为本题最优解。
在 Vijos 上看不出差距,在洛谷上,位运算解法 2ms 通过,递推的最优解不仅时间很长,还超时了一个点。
不得不说,本题很考察思维,一步一步优化,到达最优。
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