2012年NOIP提高组「借教室」(洛谷P1083)解题思路与二分查找优化代码解析

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2012年NOIP提高组「借教室」(洛谷P1083)解题思路与二分查找优化代码解析 一、题目解读 本题为2012年NOIP提高组中的「借教室」问题(洛谷P1083),要求处理教室借用订单的分配问题。给定n天每天可用教室数量r和m个订单(订单包含需求教室数d、开始日期s、结束日期t),判断能否通过删除部分订单使所有订单满足教室容量限制。若能,输出需要删除的最少订单数;若所有订单必须保留,输出-1。题目核心在于将动态分配转化为判定性问题,通过二分查找优化求解。

二、解题思路 用户提供的代码采用二分查找解决。思路是将订单数作为二分范围,通过check函数判定是否存在可行解:

  1. 转化为判定性问题:若删除前mid个订单能满足,则答案在[1, mid-1]中;否则在[mid+1, m]中。

  2. 差分数组优化:用diff数组记录订单对每天教室数的增量(开始日+需求,结束日-需求),避免逐日模拟。

  3. 边界处理与溢出防护:使用long long防止数据溢出,特判所有订单可满足的情况,避免二分循环。

三、解题步骤

  1. 输入处理:读取n、m,教室容量r和订单信息d、s、t。

  2. 二分查找框架:初始化left=1, right=m,答案ans初始化为m(最坏情况全删)。

  3. 判定函数check(mid):

    清空diff数组,遍历前mid个订单,按区间更新差分。

    计算每天累计需求current,若超过当日容量r,返回false。

  4. 二分循环:根据check结果调整左右边界,最终ans为不可行的临界点。

  5. 输出结果:特判全满足输出0,否则输出ans。

四、代码与注释

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstring>
using namespace std;

const int MAXN = 1e6 + 10;

int n, m;
int r[MAXN]; // 每天可用教室数
int d[MAXN], s[MAXN], t[MAXN]; // 订单信息
long long diff[MAXN]; // 使用long long防止溢出

bool check(int mid) {
    memset(diff, 0, sizeof(diff)); // 更安全初始化
    for (int i = 1; i <= mid; ++i) {
        diff[s[i]] += d[i];
        if (t[i] + 1 <= n) diff[t[i] + 1] -= d[i]; // 区间右端点差分
    }
    long long current = 0;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        current += diff[i];
        if (current > r[i]) return false; // 超容量即不可行
    }
    return true;
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cin >> n >> m;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> r[i];
    for (int i = 1; i <= m; ++i) cin >> d[i] >> s[i] >> t[i];
    if (check(m)) { // 特判全满足
        cout << 0 << endl;
        return 0;
    }
    int left = 1, right = m, ans = m;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) >> 1;
        if (!check(mid)) {
            ans = mid;
            right = mid - 1;
        } else {
            left = mid + 1;
        }
    }
    cout << -1 << endl << ans << endl;
    return 0;
}

五、总结 该代码通过二分查找将订单分配问题转化为判定性问题,结合差分数组高效处理区间影响,避免了O(nm)的暴力复杂度。关键点在于:

  1. 利用二分查找缩小答案范围,降低时间复杂度至O(mlogm)。

  2. 差分数组减少冗余计算,确保判定过程线性时间。

  3. 特判与溢出防护提升代码鲁棒性。

此解法适用于区间修改与查询的判定场景,是竞赛中优化动态规划的经典技巧。

来源:2012年NOIP提高组:借教室题解

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