题目描述
2048 年,第三十届 CSP 认证的考场上,作为选手的小明打开了第一题。这个题的样例有 n n n 组数据,数据从 1 ∼ n 1 \sim n 1 ∼ n 编号,i i i 号数据的规模为 a i a_i a i 。
小明对该题设计出了一个暴力程序,对于一组规模为 u u u 的数据,该程序的运行时间 为 u 2 u^2 u 2 。然而这个程序运行完一组规模为 u u u 的数据之后,它将在任何一组规模小于 u u u 的数据上运行错误。样例中的 a i a_i a i 不一定递增,但小明又想在不修改程序的情况下正确运行样例,于是小明决定使用一种非常原始的解决方案:将所有数据划分成若干个数据段,段内数据编号连续 ,接着将同一段内的数据合并成新数据,其规模等于段内原数据的规模之和 ,小明将让新数据的规模能够递增。
也就是说,小明需要找到一些分界点 1 ≤ k 1 < k 2 < ⋯ < k p < n 1 \le k_1 < k_2 < \cdots < k_p < n 1 ≤ k 1 < k 2 < ⋯ < k p < n ,使得:
∑ i = 1 k 1 a i ≤ ∑ i = k 1 + 1 k 2 a i ≤ ⋯ ≤ ∑ i = k p + 1 n a i \sum_{i=1}^{k_1} a_i\le \sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i \le \dots \le \sum_{i=k_p+1}^n a_i
i = 1 ∑ k 1 a i ≤ i = k 1 + 1 ∑ k 2 a i ≤ ⋯ ≤ i = k p + 1 ∑ n a i
注意 p p p 可以为 0 0 0 且此时 k 0 = 0 k_0 = 0 k 0 = 0 ,也就是小明可以将所有数据合并在一起运行。
小明希望他的程序在正确运行样例情况下,运行时间也能尽量小,也就是最小化
( ∑ i = 1 k 1 a i ) 2 + ( ∑ i = k 1 k 2 a i ) 2 + ⋯ + ( ∑ i = k p + 1 n a i ) 2 \left(\sum_{i=1}^{k_1} a_i \right)^2+\left(\sum_{i=k_1}^{k_2} a_i \right)^2+\cdots +\left(\sum_{i=k_p+1}^n a_i \right)^2
( i = 1 ∑ k 1 a i ) 2 + ( i = k 1 ∑ k 2 a i ) 2 + ⋯ + i = k p + 1 ∑ n a i 2
小明觉得这个问题非常有趣,并向你请教:给定 n n n 和 a i a_i a i ,请你求出最优划分方案下,小明的程序的最小运行时间。
输入格式
从文件 partition.in
中读入数据。
由于本题的数据范围较大,部分测试点的 a i a_i a i 将在程序内生成 。
第一行两个整数 n , type n, \text{type} n , type 。n n n 的意义见题目描述,type \text{type} type 表示输入方式。
若 type = 0 \text{type} = 0 type = 0 ,则该测试点的 a i a_i a i 直接给出 。输入文件接下来:第二行 n n n 个以空格分隔的整数 a i a_i a i ,表示每组数据的规模。
若 type = 1 \text{type} = 1 type = 1 ,则该测试点的 a i a_i a i 将特殊生成 ,生成方式见后文。输入文件接下来:第二行六个以空格分隔的整数 x , y , z , b 1 , b 2 , m x, y, z, b_1, b_2, m x , y , z , b 1 , b 2 , m 。接下来 m m m 行中,第 i i i (1 ≤ i ≤ m 1 \le i \le m 1 ≤ i ≤ m )行包含三个以空格分隔的正整数 p i , l i , r i p_i, l_i, r_i p i , l i , r i 。
对于 type = 1 \text{type} = 1 type = 1 的 23 ∼ 25 23 \sim 25 23 ∼ 25 号测试点,a i a_i a i 的生成方式如下:
给定整数 x , y , z , b 1 , b 2 , m x, y, z, b_1, b_2, m x , y , z , b 1 , b 2 , m ,以及 m m m 个三元组 ( p i , l i , r i ) (p_i, l_i, r_i) ( p i , l i , r i ) 。
保证 n ≥ 2 n \ge 2 n ≥ 2 。若 n > 2 n > 2 n > 2 ,则 ∀ 3 ≤ i ≤ n \forall 3\le i\le n ∀3 ≤ i ≤ n ,b i = ( x × b i − 1 + y × b i − 2 + z ) m o d 2 30 b_i = (x \times b_{i−1} + y \times b_{i−2} + z) \bmod 2^{30} b i = ( x × b i − 1 + y × b i − 2 + z ) mod 2 30 。
保证 1 ≤ p i ≤ n 1 \le p_i \le n 1 ≤ p i ≤ n ,p m = n p_m = n p m = n 。令 p 0 = 0 p_0 = 0 p 0 = 0 ,则 p i p_i p i 还满足 ∀ 0 ≤ i < m \forall 0 \le i < m ∀0 ≤ i < m 有 p i < p i + 1 p_i < p_{i+1} p i < p i + 1 。
对于所有 1 ≤ j ≤ m 1 \le j \le m 1 ≤ j ≤ m ,若下标值 i i i (1 ≤ i ≤ n 1 \le i \le n 1 ≤ i ≤ n )满足 p j − 1 < i ≤ p j p_{j−1} < i \le p_j p j − 1 < i ≤ p j ,则有:
a i = ( b i m o d ( r j − l j + 1 ) ) + l j a_i=\left( b_i \bmod (r_j-l_j+1) \right) +l_j
a i = ( b i mod ( r j − l j + 1 ) ) + l j
上述数据生成方式仅是为了减少输入量大小,标准算法不依赖于该生成方式 。
输出格式
输出到文件 partition.out
中。
输出一行一个整数,表示答案。
5 0
5 1 7 9 9
247
样例说明 1
最优的划分方案为 { 5 , 1 } , { 7 } , { 9 } , { 9 } \{5,1\},\{7\},\{9\},\{9\} { 5 , 1 } , { 7 } , { 9 } , { 9 } 。由 5 + 1 ≤ 7 ≤ 9 ≤ 9 5 + 1 \le 7 \le 9 \le 9 5 + 1 ≤ 7 ≤ 9 ≤ 9 知该方案合法。
答案为 ( 5 + 1 ) 2 + 7 2 + 9 2 + 9 2 = 247 (5 + 1)^2 + 7^2 + 9^2 + 9^2 = 247 ( 5 + 1 ) 2 + 7 2 + 9 2 + 9 2 = 247 。
虽然划分方案 { 5 } , { 1 } , { 7 } , { 9 } , { 9 } \{5\},\{1\},\{7\},\{9\},\{9\} { 5 } , { 1 } , { 7 } , { 9 } , { 9 } 对应的运行时间比 247 247 247 小,但它不是一组合法方案,因为 5 > 1 5 > 1 5 > 1 。
虽然划分方案 { 5 } , { 1 , 7 } , { 9 } , { 9 } \{5\},\{1,7\},\{9\},\{9\} { 5 } , { 1 , 7 } , { 9 } , { 9 } 合法,但该方案对应的运行时间为 251 251 251 ,比 247 247 247 大。
10 0
5 6 7 7 4 6 2 13 19 9
1256
最优的划分方案为 { 5 } , { 6 } , { 7 } , { 7 } , { 4 , 6 , 2 } , { 13 } , { 19 , 9 } \{5\},\{6\},\{7\},\{7\},\{4,6,2\},\{13\},\{19,9\} { 5 } , { 6 } , { 7 } , { 7 } , { 4 , 6 , 2 } , { 13 } , { 19 , 9 } 。
10000000 1
123 456 789 12345 6789 3
2000000 123456789 987654321
7000000 234567891 876543219
10000000 456789123 567891234
4972194419293431240859891640
样例 4
见附加文件 partition4.in 、partition4.ans 。
样例 5
见附加文件 partition5.in 、partition5.ans 。
数据范围与提示
测试点编号
n ≤ n\le n ≤
a i ≤ a_i\le a i ≤
type = \text{type}= type =
1 ∼ 3 1\sim 3 1 ∼ 3
10 10 10
10 10 10
0 0 0
4 ∼ 6 4\sim 6 4 ∼ 6
50 50 50
1 0 3 10^3 1 0 3
7 ∼ 9 7\sim 9 7 ∼ 9
400 400 400
1 0 4 10^4 1 0 4
10 ∼ 16 10\sim 16 10 ∼ 16
5 × 1 0 3 5\times 10^3 5 × 1 0 3
1 0 5 10^5 1 0 5
17 ∼ 22 17\sim 22 17 ∼ 22
5 × 1 0 5 5\times 10^5 5 × 1 0 5
1 0 6 10^6 1 0 6
23 ∼ 25 23\sim 25 23 ∼ 25
4 × 1 0 7 4\times 10^7 4 × 1 0 7
1 0 9 10^9 1 0 9
1 1 1
对于 type = 0 \text{type} = 0 type = 0 的测试点,保证答案不超过 4 × 1 0 18 4\times 10^{18} 4 × 1 0 18 。
所有测试点满足:type ∈ { 0 , 1 } \text{type} \in \{0, 1\} type ∈ { 0 , 1 } ,2 ≤ n ≤ 4 × 1 0 7 2 \le n \le 4 \times 10^7 2 ≤ n ≤ 4 × 1 0 7 ,1 ≤ a i ≤ 1 0 9 1 \le a_i \le 10^9 1 ≤ a i ≤ 1 0 9 ,1 ≤ m ≤ 1 0 5 1 \le m \le 10^5 1 ≤ m ≤ 1 0 5 ,1 ≤ l i ≤ r i ≤ 1 0 9 1 \le l_i \le r_i \le 10^9 1 ≤ l i ≤ r i ≤ 1 0 9 ,0 ≤ x , y , z , b 1 , b 2 < 2 30 0 \le x, y, z, b_1, b_2 < 2^{30} 0 ≤ x , y , z , b 1 , b 2 < 2 30 。