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F1. Checker for Array Shuffling(思维/构造/图论)

非常帅气的昵称吧 2022-05-02 阅读 41

题目

题意:定义从数组 b b b a a a的伤心值为从 b b b转化到 a a a的最小交换次数,其中 b b b a a a的一个排列。给定数组 a a a,求数组 b b b,使得 b b b a a a的伤心值最大化。

参考

证明:数组 b b b a a a的伤心值的最大值,为 n − c n t n-cnt ncnt,其中 c n t cnt cnt为数组 a a a的出现次数最多的元素。
我们将从 b b b a a a的转化过程整合为交换位置的集合 { ( l 1 , r 1 ) , ( l 2 , r 2 ) , . . . ( l m , r m ) } \{(l_1,r_1),(l_2,r_2),...(l_m,r_m)\} {(l1,r1),(l2,r2),...(lm,rm)},这里 r i r_i ri有唯一性。因为如果 s w a p ( p o s j , p o s i ) , s w a p ( p o s k , p o s i ) swap(pos_j,pos_i),swap(pos_k,pos_i) swap(posj,posi),swap(posk,posi),我们可以将其转化为 s w a p ( p o s j , p o s k ) , s w a p ( p o s j , p o s i ) swap(pos_j,pos_k),swap(pos_j,pos_i) swap(posj,posk),swap(posj,posi)
我们将每次交换当成一条有向边,那么从 b b b a a a的转化过程等价为若干个有向树(DAG)的集合,其中每个DAG的点没有重复的,且每个DAG的边数等于其点数-1(树的定义)。
由于出现次数最多的元素次数为 c n t cnt cnt,因此我们最少需要构成 c n t cnt cnt个DAG。
因此最多的交换次数=所有DAG的边数= n − c n t n-cnt ncnt

怎么构造伤心值最大的 b b b数组呢,我们可以先排序,将每个数挪到它后边 c n t cnt cnt个位置,通过这种构图方式,我们构造了 c n t cnt cnt个DAG(下标%n相同的在同一个DAG中),保证相同的数不会在同一个DAG中。

#include<bits/stdc++.h> 
using namespace std;
const int maxn = 200010;

int n, cnt;
int a[maxn], b[maxn];
vector<int> ve[maxn];
int mp[maxn];
void solve() {
	scanf("%d", &n);
	cnt = 0;
	for (int i = 0; i <= n; ++i) {
		ve[i].clear();
		mp[i] = 0;
	}
	for (int i = 0; i < n; ++i) {
		scanf("%d", &a[i]);
		b[i] = a[i];
		cnt = max(cnt, ++mp[a[i]]);
	}
	sort(b, b + n);
	for (int i = 0; i < n; ++i) {
		ve[b[i]].push_back(b[(i+cnt)%n]);
	}
	for (int i = 0; i < n; ++i) {
		printf("%d ", ve[a[i]].back());
		ve[a[i]].pop_back();
	}
	printf("\n");
	
}
int main() {
	int t;
	scanf("%d", &t);
	while (t--) {
		solve();
	}
	return 0;
}
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