[NOI 2015]荷马史诗

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了[NOI 2015]荷马史诗相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Description

追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷马

Allison 最近迷上了文学。她喜欢在一个慵懒的午后,细细地品上一杯卡布奇诺,静静地阅读她爱不释手的《荷马史诗》。但是由《奥德赛》和《伊利亚特》组成的鸿篇巨制《荷马史诗》实在是太长了,Allison 想通过一种编码方式使得它变得短一些。
一部《荷马史诗》中有 n 种不同的单词,从 1 到 n 进行编号。其中第 i 种单词出现的总次数为 wi。Allison 想要用 k 进制串 si 来替换第 i 种单词,使得其满足如下要求:
对于任意的 1≤i,j≤n,i≠j,都有:si 不是 sj 的前缀。
现在 Allison 想要知道,如何选择 si,才能使替换以后得到的新的《荷马史诗》长度最小。在确保总长度最小的情况下,Allison 还想知道最长的 si 的最短长度是多少?
一个字符串被称为 k 进制字符串,当且仅当它的每个字符是 0 到 k−1 之间(包括 0 和 k−1)的整数。
字符串 Str1 被称为字符串 Str2 的前缀,当且仅当:存在 1≤t≤m,使得 Str1=Str2[1..t]。其中,m 是字符串 Str2 的长度,Str2[1..t] 表示 Str2 的前 t 个字符组成的字符串。

Input

输入文件的第 1 行包含 2 个正整数 n,k,中间用单个空格隔开,表示共有 n 种单词,需要使用 k 进制字符串进行替换。

接下来 n 行,第 i+1 行包含 1 个非负整数 wi,表示第 i 种单词的出现次数。

Output

输出文件包括 2 行。

第 1 行输出 1 个整数,为《荷马史诗》经过重新编码以后的最短长度。
第 2 行输出 1 个整数,为保证最短总长度的情况下,最长字符串 si 的最短长度。

Sample Input

4 2
1
1
2
2

Sample Output

12
2

HINT

用 X(k) 表示 X 是以 k 进制表示的字符串。
一种最优方案:令 00(2) 替换第 1 种单词,01(2) 替换第 2 种单词,10(2) 替换第 3 种单词,11(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:
1×2+1×2+2×2+2×2=12
最长字符串 si 的长度为 2。
一种非最优方案:令 000(2) 替换第 1 种单词,001(2) 替换第 2 种单词,01(2) 替换第 3 种单词,1(2) 替换第 4 种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:
1×3+1×3+2×2+2×1=12
最长字符串 si 的长度为 3。与最优方案相比,文章的长度相同,但是最长字符串的长度更长一些。
对于所有数据,保证 2≤n≤100000,2≤k≤9。
选手请注意使用 64 位整数进行输入输出、存储和计算。

题解

因为不能有相同前缀,显然就是$Huffman$,那么就是$k$叉$Huffman$树合并。

 1 //It is made by Awson on 2017.11.4
 2 #include <map>
 3 #include <set>
 4 #include <cmath>
 5 #include <ctime>
 6 #include <queue>
 7 #include <stack>
 8 #include <cstdio>
 9 #include <string>
10 #include <vector>
11 #include <cstdlib>
12 #include <cstring>
13 #include <iostream>
14 #include <algorithm>
15 #define LL long long
16 #define Max(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
17 #define Min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
18 #define Abs(a) ((a) < 0 ? (-(a)) : (a))
19 using namespace std;
20 const int N = 100000;
21 
22 int n, k;
23 struct node {
24     LL h, v;
25     node() {
26     }
27     node(LL _h, LL _v) {
28     h = _h, v = _v;
29     }
30     bool operator < (const node &b) const {
31     return v == b.v ? h > b.h : v > b.v;
32     } 
33 }a;
34 priority_queue<node>Q;
35 
36 void work() {
37     scanf("%d%d", &n, &k);
38     for (int i = 1; i <= n; i++) {
39     scanf("%lld", &a.v); a.h = 0;
40     Q.push(a);
41     }
42     int rest = 0;
43     if ((n-1)%(k-1)) rest = k-1-((n-1)%(k-1));
44     for (int i = 1; i <= rest; i++) Q.push(node(0, 0));
45     LL ans = 0;
46     while (Q.size() != 1) {
47     LL tmp = 0, height = 0;
48     for (int i = 1; i <= k; i++) {
49         tmp += Q.top().v, height = Max(height, Q.top().h); Q.pop();
50     }
51     ans += tmp;
52     Q.push(node(height+1, tmp));
53     }
54     printf("%lld\n%lld\n", ans, Q.top().h);
55 }
56 int main() {
57     work();
58     return 0;
59 }

 

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