P1873 [COCI 2011/2012 #5] EKO / 砍树
题目描述
伐木工人 Mirko 需要砍 \(M\) 米长的木材。对 Mirko 来说这是很简单的工作,因为他有一个漂亮的新伐木机,可以如野火一般砍伐森林。不过,Mirko 只被允许砍伐一排树。
Mirko 的伐木机工作流程如下:Mirko 设置一个高度参数 \(H\)(米),伐木机升起一个巨大的锯片到高度 \(H\),并锯掉所有树比 \(H\) 高的部分(当然,树木不高于 \(H\) 米的部分保持不变)。Mirko 就得到树木被锯下的部分。例如,如果一排树的高度分别为 \(20,15,10\) 和 \(17\),Mirko 把锯片升到 \(15\) 米的高度,切割后树木剩下的高度将是 \(15,15,10\) 和 \(15\),而 Mirko 将从第 \(1\) 棵树得到 \(5\) 米,从第 \(4\) 棵树得到 \(2\) 米,共得到 \(7\) 米木材。
Mirko 非常关注生态保护,所以他不会砍掉过多的木材。这也是他尽可能高地设定伐木机锯片的原因。请帮助 Mirko 找到伐木机锯片的最大的整数高度 \(H\),使得他能得到的木材至少为 \(M\) 米。换句话说,如果再升高 \(1\) 米,他将得不到 \(M\) 米木材。
输入格式
第 \(1\) 行 \(2\) 个整数 \(N\) 和 \(M\),\(N\) 表示树木的数量,\(M\) 表示需要的木材总长度。
第 \(2\) 行 \(N\) 个整数表示每棵树的高度。
输出格式
\(1\) 个整数,表示锯片的最高高度。
输入输出样例 #1
输入 #1
输出 #1
输入输出样例 #2
输入 #2
输出 #2
说明/提示
对于 \(100\%\) 的测试数据,\(1\le N\le10^6\),\(1\le M\le2\times10^9\),树的高度 \(\le 4\times 10^5\),所有树的高度总和 \(>M\)。
Tip
解题思路
1️⃣ 问题本质
你要找一个锯片高度 H,使得:
- 砍下来的木材 ≥ M
- 并且 H 尽可能大
👉 本质是:
2️⃣ 木材计算方式
对于一棵树高度 a[i]:
- 如果
a[i] > H→ 贡献a[i] - H - 否则 → 贡献
0
总木材:
3️⃣ 单调性分析(核心!)
当 H 变化时:
| H 增大 | 结果 |
|---|---|
| 锯得更高 | 砍得更少 |
| 总木材 ↓ | 单调递减 |
👉 得到关键性质:
4️⃣ 二分的正确性
我们要找:
根据单调性:
👉 存在一个“分界点”:
👉 这就是标准二分模型!
5️⃣ 二分区间确定
- 最小高度:
l = 0 - 最大高度:
r = max(a[i])
6️⃣ 判定函数 check(H)
7️⃣ 二分过程(关键逻辑)
👉 为什么 l = mid + 1?
因为我们要:
8️⃣ 举例理解
树:20 15 10 17,M = 7
| H | 木材 |
|---|---|
| 10 | 22 |
| 15 | 7 ✅ |
| 16 | 5 ❌ |
👉 答案是:
9️⃣ 时间复杂度
- 二分:
log(4e5) ≈ 20 - 每次 check:
O(n)
👉 总复杂度:
可通过 n = 1e6
C++代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1e6 + 5;
int a[N];
int n;
long long M;
bool check(int H) {
long long sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (a[i] > H)
sum += (a[i] - H);
if (sum >= M) return true; // 剪枝
}
return false;
}
int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cin >> n >> M;
int maxh = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> a[i];
maxh = max(maxh, a[i]);
}
int l = 0, r = maxh;
int ans = 0;
while (l <= r) {
int mid = (l + r) >> 1;
if (check(mid)) {
ans = mid;
l = mid + 1; // 找更大
} else {
r = mid - 1; // 降低
}
}
cout << ans;
return 0;
}