[Luogu P3723] [AH2017/HNOI2017]礼物 (FFT 卷积)
题面
传送门:洛咕
Solution
调得我头大,我好菜啊
好吧,我们来颓柿子吧:
我们可以只旋转其中一个手环。对于亮度的问题,因为可以在两个串上增加亮度,我们也可以看做是可以为负数的。
所以说,我们可以假设我们旋转\(B\)串,上下要加上的亮度差为\(p\),可以直接拍出一个最暴力的柿子:
设\(f(x)\)表示\(B\)串以\(x\)为开头的差异值,有:
\(f(x)=\sum_{i=0}^{x-1}(B[i]-A[i+n-x]+p)^2+\sum_{i=x}^{n-1}(B[i]-A[i-x]+p)^2\)
大力展开化简后有:
\(f(x)=\sum_{i=0}^{n-1}A[i]^2+\sum_{i=0}^{n-1}B[i]^2+n*p^2-2p\sum_{i=0}^{n-1}(A[i]-B[i])-2\sum_{i=0}^{x-1}(B[i]*A[i+n-x])-2\sum_{i=x}^{n-1}(B[i]*A[i-x])\)
前两项\(\sum_{i=0}^{n-1}A[i]^2+\sum_{i=0}^{n-1}B[i]^2\)显然\(O(n)预处理出来\)
中间两项\(n*p^2-2p\sum_{i=0}^{n-1}(A[i]-B[i])\)是一个关于\(p\)的二次函数,我们找最小值就好。(因为这题\(m\)非常小,我们也可以暴力枚举),复杂度\(O(1)\)或\(O(m)\)。
最后两项\(-2\sum_{i=0}^{x-1}(B[i]*A[i+n-x])-2\sum_{i=x}^{n-1}(B[i]*A[i-x])\)看起来非常像卷积,但是并不是,因此我们得做点处♂理。
蒟蒻本人是这样处理的:
首先,后面那个循环范围是肯定没法卷的,因此我们先把后面的循环处理一下得:
\(-2\sum_{i=0}^{x-1}(B[i]*A[i+n-x])-2\sum_{i=0}^{n-x-1}(A[i]*B[i+x])\)
然后我们可以考虑把前面那项的\(A\)反转(这样可以处理掉\(n\)来方便卷积),把后面那项的\(B\)反转(这样可以制造\(n\)与\(\sum\)对应)
\(-2\sum_{i=0}^{x-1}(B[i]*A'[x-1-i])-2\sum_{i=0}^{n-x-1}(A[i]*B'[n-1-i-x])\)
哦豁,卷积,搞定。
时间复杂度\(O(n*logn)\)
Code
我什么时候才能一次性写对FFT啊
//Luogu P3723 [AH2017/HNOI2017]礼物
//Jan,20th,2019
//颓柿子+FFT加速计算
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<complex>
#include<algorithm>
using namespace std;
long long read()
{
long long x=0,f=1; char c=getchar();
while(!isdigit(c)){if(c=='-') f=-1;c=getchar();}
while(isdigit(c)){x=x*10+c-'0';c=getchar();}
return x*f;
}
const int M=50000+100;
const int N=M*4;
const double PI=acos(-1);
typedef complex <double> cp;
inline cp omega(int K,int n)
{
return cp(cos(2*PI*K/n),sin(2*PI*K/n));
}
void FFT(cp a[],int n,bool type)
{
static int tmp[N],num=n-1,len=0;
while(num!=0) num/=2,len++;
for(int i=0,j;i<=n;i++)
{
for(j=0,num=i;j<len;j++)
tmp[j]=num%2,num/=2;
reverse(tmp,tmp+len);
for(j=0,num=0;j<len;j++)
num+=tmp[j]*(1<<j);
if(i<num) swap(a[i],a[num]);
}
for(int l=2;l<=n;l*=2)
{
cp x0=omega(1,l);
if(type==true) x0=conj(x0);
int m=l/2;
for(int j=0;j<n;j+=l)
{
cp x(1,0);
for(int k=0;k<m;k++,x*=x0)
{
cp temp=x*a[j+k+m];
a[j+k+m]=a[j+k]-temp;
a[j+k]=a[j+k]+temp;
}
}
}
}
int n,m,a[N],b[N];
cp B1[N],A1[N],B2[N],A2[N];
long long ans;
int main()
{
freopen("3723.in","r",stdin);
n=read(),m=read();
for(int i=0;i<n;i++)
a[i]=read();
for(int i=0;i<n;i++)
b[i]=read();
long long dif=0;
for(int i=0;i<n;i++)
ans+=a[i]*a[i]+b[i]*b[i],dif+=a[i]-b[i];
long long t_ans=0x3f3f3f3f*0x3f3f3f3f;
for(int i=-m;i<=m;i++)
t_ans=min(t_ans,n*i*i-2*i*dif);
ans+=t_ans;
int t=1;
while(t<2*n) t*=2;
reverse(a,a+n);
for(int i=0;i<n;i++)
A1[i]=a[i],B1[i]=b[i];
FFT(A1,t,false);
FFT(B1,t,false);
for(int i=0;i<t;i++)
A1[i]*=B1[i];
FFT(A1,t,true);
for(int i=0;i<t;i++)
A1[i].real()/=t;
reverse(a,a+n);
reverse(b,b+n);
for(int i=0;i<n;i++)
A2[i]=a[i],B2[i]=b[i];
FFT(A2,t,false);
FFT(B2,t,false);
for(int i=0;i<t;i++)
A2[i]*=B2[i];
FFT(A2,t,true);
for(int i=0;i<t;i++)
A2[i].real()/=t;
t_ans=(long long)(2*floor(A2[n-1].real()+0.5));
for(int i=1;i<n;i++)
t_ans=max(t_ans,(long long)(2*floor(A1[i-1].real()+A2[n-i-1].real()+0.5)));
ans-=t_ans;
printf("%lld",ans);
return 0;
}
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