USACO 2021 - Tháng 12 - Hạng Vàng

Bộ đề bài

# Bài tập Điểm Thời gian: Giới hạn bộ nhớ
1 USACO 2022 - Paired Up 100 (p) 4.0s 512M
2 USACO 2022 - HILO 100 (p) 4.0s 512M
3 USACO 2022 - Bracelet Crossings 100 (p) 4.0s 512M

1. USACO 2022 - Paired Up

Điểm: 100 (p) Thời gian: 4.0s Bộ nhớ: 512M Input: bàn phím Output: màn hình

Có tổng cộng \(N\) con bò (\(1\le N\le 10^5\)) trên trục số. Vị trí của con bò thứ \(i\)\(x_i\) (\(0 \leq x_i \leq 10^9\)), và trọng lượng của con bò thứ \(i\)\(y_i\) (\(1 \leq y_i \leq 10^4\)).

Theo hiệu lệnh của Farmer John, một số con bò sẽ ghép thành các cặp sao cho:

  • Mỗi cặp gồm hai con bò phân biệt \(a\)\(b\) có vị trí cách nhau không quá \(K\) (\(1\le K\le 10^9\)); tức là \(|x_a-x_b|\le K\).
  • Mỗi con bò hoặc thuộc đúng một cặp, hoặc không thuộc cặp nào.
  • Việc ghép cặp là cực đại; tức là không có hai con bò chưa ghép cặp nào có thể tạo thành một cặp.

Bạn cần xác định phạm vi các tổng trọng lượng có thể có của những con bò chưa ghép cặp. Cụ thể:

  • Nếu \(T=1\), tính tổng trọng lượng nhỏ nhất có thể của các con bò chưa ghép cặp.
  • Nếu \(T=2\), tính tổng trọng lượng lớn nhất có thể của các con bò chưa ghép cặp.

Dữ liệu vào

Dòng đầu tiên chứa \(T\), \(N\)\(K\).

Trong mỗi dòng thuộc \(N\) dòng tiếp theo, dòng thứ \(i\) chứa \(x_i\)\(y_i\). Đảm bảo rằng \(0\le x_1< x_2< \cdots< x_N\le 10^9\).

Dữ liệu ra

In ra tổng trọng lượng nhỏ nhất hoặc lớn nhất có thể của các con bò chưa ghép cặp.

Phân nhóm

  • Dữ liệu 4–8: \(T=1\).
  • Dữ liệu 9–14: \(T=2\)\(N\le 5000\).
  • Dữ liệu 15–20: \(T=2\).

Ví dụ

Ví dụ 1

Input
2 5 2
1 2
3 2
4 2
5 1
7 2
Output
6
Giải thích

\(2\) và bò \(4\) có thể ghép cặp vì khoảng cách giữa chúng là \(2\), không quá \(K=2\). Việc ghép cặp này là cực đại vì khoảng cách giữa bò \(1\) và bò \(3\)\(3\), giữa bò \(3\) và bò \(5\)\(3\), còn giữa bò \(1\) và bò \(5\)\(6\); tất cả đều lớn hơn \(K=2\). Tổng trọng lượng của các con bò chưa ghép cặp là \(2+2+2=6\).

Ví dụ 2

Input
1 5 2
1 2
3 2
4 2
5 1
7 2
Output
2
Giải thích

Ở đây, bò \(1\) và bò \(2\) có thể ghép cặp vì khoảng cách giữa chúng là \(2\leq K=2\), còn bò \(4\) và bò \(5\) có thể ghép cặp vì khoảng cách giữa chúng là \(2\leq K=2\). Việc ghép cặp này là cực đại vì chỉ còn lại bò \(3\). Trọng lượng của con bò duy nhất chưa ghép cặp là \(2\).

Ví dụ 3

Input
2 15 7
3 693
10 196
12 182
14 22
15 587
31 773
38 458
39 58
40 583
41 992
84 565
86 897
92 197
96 146
99 785
Output
2470
Giải thích

Đáp án của ví dụ này là \(693+992+785=2470\).

Nguồn

USACO 2021 December Contest, Gold — Paired Up. Tác giả: Benjamin Qi.

https://usaco.org/index.php?page=viewproblem2&cpid=1161

2. USACO 2022 - HILO

Điểm: 100 (p) Thời gian: 4.0s Bộ nhớ: 512M Input: bàn phím Output: màn hình

Bessie biết một số \(x+0.5\), trong đó \(x\) là một số nguyên từ \(0\) đến \(N\), kể cả hai đầu mút (\(1\le N\le 2 \cdot 10^5\)).

Elsie đang cố đoán số này. Cô có thể đặt câu hỏi dạng "số \(i\) là cao hay thấp?" với một số nguyên \(i\) từ \(1\) đến \(N\), kể cả hai đầu mút. Bessie trả lời "HI" nếu \(i\) lớn hơn \(x+0.5\), hoặc "LO" nếu \(i\) nhỏ hơn \(x+0.5\).

Elsie nghĩ ra chiến lược sau để đoán số của Bessie. Trước khi đoán, cô tạo một danh sách gồm \(N\) số, trong đó mỗi số từ \(1\) đến \(N\) xuất hiện đúng một lần (nói cách khác, danh sách là một hoán vị kích thước \(N\)). Sau đó cô duyệt danh sách và lần lượt đoán các số theo thứ tự xuất hiện.

Tuy nhiên, Elsie bỏ qua mọi lượt đoán không cần thiết. Cụ thể, nếu Elsie sắp đoán số \(i\), nhưng trước đó cô đã đoán một số \(j<i\) và Bessie trả lời "HI", Elsie sẽ không đoán \(i\) mà chuyển sang số tiếp theo trong danh sách. Tương tự, nếu cô sắp đoán số \(i\), nhưng trước đó đã đoán một số \(j>i\) và Bessie trả lời "LO", Elsie sẽ không đoán \(i\) mà chuyển sang số tiếp theo. Có thể chứng minh rằng với chiến lược này, Elsie luôn xác định duy nhất được \(x\), bất kể hoán vị cô tạo ra là gì.

Nếu ghép nối tất cả các câu trả lời "HI" hoặc "LO" của Bessie thành một xâu duy nhất \(S\), thì số lần Bessie nói "HILO" là số xâu con độ dài \(4\) của \(S\) bằng "HILO".

Bessie biết Elsie sẽ sử dụng chiến lược này; hơn nữa, cô cũng biết chính xác hoán vị Elsie sẽ dùng. Tuy nhiên, Bessie chưa quyết định chọn giá trị \(x\) nào.

Hãy giúp Bessie xác định số lần cô sẽ nói "HILO" ứng với mỗi giá trị \(x\).

Dữ liệu vào

Dòng đầu tiên chứa \(N\).

Dòng thứ hai chứa hoán vị kích thước \(N\) của Elsie.

Dữ liệu ra

Với mỗi \(x\) từ \(0\) đến \(N\), kể cả hai đầu mút, in trên một dòng mới số lần Bessie sẽ nói HILO.

Phân nhóm

  • Dữ liệu 1–4: \(N \leq 5000\).
  • Dữ liệu 5–8: Hoán vị được chọn ngẫu nhiên đều.
  • Dữ liệu 9–20: Không có ràng buộc bổ sung.

Ví dụ

Ví dụ 1

Input
5
5 1 2 4 3
Output
0
1
1
2
1
0
Giải thích

Với \(x=0\), Bessie sẽ nói HIHI, nên có tổng cộng không lần xuất hiện HILO.

Với \(x=2\), Bessie sẽ nói HILOLOHIHI, nên có tổng cộng một lần xuất hiện HILO.

Với \(x=3\), Bessie sẽ nói HILOLOHILO, nên có tổng cộng hai lần xuất hiện HILO.

Nguồn

USACO 2021 December Contest, Gold — HILO. Tác giả: Richard Qi.

https://usaco.org/index.php?page=viewproblem2&cpid=1162

3. USACO 2022 - Bracelet Crossings

Điểm: 100 (p) Thời gian: 4.0s Bộ nhớ: 512M Input: bàn phím Output: màn hình

Bessie thích làm đồ thủ công mỹ nghệ. Trong thời gian rảnh, cô đã làm \(N\) chiếc vòng tay (\(1\le N\le 50\)), được đánh số thuận tiện từ \(1 \ldots N\). Vòng tay thứ \(i\) được sơn màu \(i\) trong một tập gồm \(N\) màu khác nhau. Sau khi làm xong, Bessie đặt chúng lên bàn để trưng bày (có thể xem mặt bàn là mặt phẳng hai chiều). Cô cẩn thận sắp xếp các vòng tay sao cho thỏa mãn ba điều kiện sau:

  1. Mỗi vòng tay là một chuỗi đa giác khép kín duy nhất — một dãy các đỉnh (điểm) được nối tuần tự bằng các đoạn thẳng, trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau (bạn có thể tham khảo trang Wikipedia về chuỗi đa giác để biết thêm chi tiết);
  2. Không vòng tay nào tự cắt chính nó (tương ứng với một chuỗi đa giác "đơn"); và
  3. Không có hai vòng tay nào cắt nhau.

Không may, ngay sau khi Bessie sắp xếp các vòng tay cẩn thận như vậy, Farmer John lái máy kéo đi ngang qua, làm rung chiếc bàn và khiến các vòng tay xê dịch, đồng thời có thể đứt thành nhiều chuỗi đa giác (không nhất thiết khép kín hoặc đơn)! Sau đó, Bessie muốn kiểm tra xem ba điều kiện trên còn được thỏa mãn hay không. Tuy nhiên, lúc ấy trời tối nên cô không thể nhìn thấy các vòng tay nữa.

May thay, Bessie có một chiếc đèn pin. Cô chọn \(M\) đường thẳng đứng (\(1\le M\le 50\)) là \(x=1,x=2,\ldots,x=M\) và, với mỗi đường, cô quét chùm sáng đèn pin dọc theo đường đó từ \(y=-\infty\) đến \(y=\infty\), ghi lại màu của tất cả các vòng tay nhìn thấy theo thứ tự chúng xuất hiện. May mắn là không chùm sáng nào đi qua một đỉnh của bất kỳ chuỗi đa giác nào hoặc đi qua hai đoạn thẳng cùng một lúc. Hơn nữa, với mỗi chùm sáng, mỗi màu xuất hiện đều xuất hiện đúng hai lần.

Bạn có thể giúp Bessie dùng thông tin này để xác định liệu các vòng tay vẫn có thể thỏa mãn cả ba điều kiện trên hay không?

Dữ liệu vào

Mỗi dữ liệu vào chứa \(T\) bộ dữ liệu con (\(1 \leq T \leq 50\)), tất cả phải được giải độc lập và chính xác để giải được toàn bộ dữ liệu. Các bộ dữ liệu con liên tiếp được ngăn cách bằng dòng trống.

Dòng đầu tiên chứa \(T\). Sau đó là \(T\) bộ dữ liệu con.

Dòng đầu tiên của mỗi bộ dữ liệu con chứa hai số nguyên \(N\)\(M\). Tiếp theo là \(M\) dòng. Với mỗi \(i\) từ \(1\) đến \(M\), dòng thứ \(i\) trong số các dòng bổ sung chứa một số nguyên \(k_i\) (\(0\le k_i\le 2N\), \(k_i\) chẵn), theo sau là \(k_i\) số nguyên \(c_{i1},c_{i2},\ldots,c_{ik_i}\) (\(c_{ij}\in[1,N]\), mỗi \(c_{ij}\) xuất hiện không lần nào hoặc hai lần). Điều này có nghĩa là khi Bessie quét đèn pin từ \((i,-\infty)\) đến \((i,\infty)\), cô lần lượt bắt gặp các màu \(c_{i1},c_{i2},\ldots,c_{ik_i}\).

Dữ liệu ra

Với mỗi bộ dữ liệu con, in YES nếu cả ba điều kiện trên có thể được thỏa mãn. Nếu không, in NO.

Phân nhóm

  • Dữ liệu 2: \(N=1\).
  • Dữ liệu 3–5: \(N=2\).
  • Dữ liệu 6–8: \(M=1\).
  • Dữ liệu 9–14: \(M=2\).
  • Dữ liệu 15–20: Không có ràng buộc bổ sung.

Ví dụ

Ví dụ 1

Input
5

1 2
2 1 1
2 1 1

1 3
2 1 1
0
2 1 1

2 1
4 1 2 1 2

4 2
6 1 2 2 3 3 1
6 1 2 4 4 2 1

2 2
4 1 1 2 2
4 2 2 1 1
Output
YES
NO
NO
YES
NO
Giải thích

Một cấu hình vòng tay khả thi cho bộ dữ liệu con thứ nhất là:

Với bộ dữ liệu con thứ tư, một cách sắp xếp khả thi là:

Nguồn

USACO 2021 December Contest, Gold — Bracelet Crossings. Tác giả: Richard Qi.

https://usaco.org/index.php?page=viewproblem2&cpid=1163