#P3607. 第3题-成年宝石
          
                        
                                    
                      
        
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                      Tried: 49
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            Difficulty: 8
            
          
          
          
                       所属公司 : 
                              科大讯飞
                                
            
                        
              时间 :2025年9月6日
                              
                      
          
 
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                        算法标签>排序算法          
 
第3题-成年宝石
核心观察
统一“扣减 i 并截到 0”的含义
当编号为 i 的人到来时,对所有已成年者的操作等价于:
把他们的当前宝石 x 统一替换为 max(0, x - i),而 i 的总收入就是 sum min(i, x)。
“捐献者”视角(关键)
按成年时间升序记为 p1, p2, …, pn(对应原编号 id[t]),并定义:
I[t] = id[t](即到来者的“索取额度”)P[t] = I[1] + … + I[t](前缀和)
对某个已成年者 r,在他成年时拥有的“可被未来人索取”的总额记为 S[r]。之后每个更晚到来者 t > r 会依次索取 I[t]。因此:
r会从 t = r+1 开始,连续向每个事件支付 完整的I[t],直到某次事件t*首次使得I[r+1] + … + I[t*] >= S[r];在t*这次只支付剩余的那一小部分,之后为 0。- 若直到最后也不够“榨干”他(
P[n] - P[r] < S[r]),那么他在最终还剩S[r] - (P[n] - P[r])。 
于是,对每个到来事件 t 的收入可拆为两部分:
- 仍“有余力”的捐献者人数 × 
I[t] - 正好在这次 
t被榨干的捐献者的“尾款”之和 
这就可以用差分+二分来线性维护“仍有余力的人数”和“尾款加总”。
算法步骤
- 
按
b升序重排,得到时间序t = 1..n对应的原编号id[t],以及I[t] = id[t]、A[t] = a[id[t]]。 - 
计算
P[t] = Σ_{k=1..t} I[k]。 - 
维护两个数组(均对
t索引):add[t]:差分数组,前缀和得到某时刻“仍能支付完整I[t]的捐献者数量”part[t]:在t时刻收到的“尾款”加总
 - 
依次处理
t = 1..n:- 
用
add的前缀和得到active(当前仍有余力的捐献者数)。 - 
本次
t的收入gain = I[t] * active + part[t]。 - 
得到
S[t] = A[t] + gain(t 在成为捐献者时的“可被未来索取”的总额)。 - 
设
remainNeed = P[n] - P[t](未来所有人的总索取额)。- 若 
S[t] == 0:他以后贡献为 0,跳过更新。 - 若 
S[t] <= remainNeed:用二分在区间(t, n]找到最小u使P[u] - P[t] >= S[t]。 这意味着他在t+1..u-1都能付满,在u付“尾款”tail = S[t] - (P[u-1] - P[t])。 用差分做:add[t+1] += 1, add[u] -= 1, part[u] += tail。 - 否则:他直到最后都付不完:
add[t+1] += 1, add[n+1] -= 1(t+1..n次都能付满),没有尾款。 
 - 若 
 
 - 
 - 
全部处理完后,每个
t的最终剩余为ans_t = max(0, S[t] - (P[n] - P[t])),再按原编号放回。 
正确性要点
- 差分 
add精确表示“还没被榨干的捐献者区间覆盖次数”,从而I[t]*active正是满额部分; - “第一次越界”即 
u的二分定位,part[u]累加尾款; - 每位捐献者的总出资被唯一地分配到一个区间 
t+1..u-1的满额与一次u的尾款(或直到n都满额),因此合计不重不漏。 
复杂度分析
- 排序 O(n log n);每个 
t一次二分 O(log n),其余为 O(1) 差分更新。 - 总时间复杂度 O(n log n),空间 O(n)。满足 
n ≤ 2×10^5。 
代码
Python
import sys
def main():
    data = list(map(int, sys.stdin.read().strip().split()))
    it = iter(data)
    n = next(it)
    a = [0] + [next(it) for _ in range(n)]  # 1-based
    b = [0] + [next(it) for _ in range(n)]  # 1-based
    # 按成年时间升序得到时间序 id[t]
    ids = list(range(1, n + 1))
    ids.sort(key=lambda x: b[x])
    I = [0] * (n + 1)      # I[t] = 原编号(索取额度)
    A = [0] * (n + 1)      # A[t] = 对应的 a
    pos2id = [0] * (n + 1) # t -> 原编号
    for t in range(1, n + 1):
        idx = ids[t - 1]
        I[t] = idx
        A[t] = a[idx]
        pos2id[t] = idx
    # 前缀和 P
    P = [0] * (n + 1)
    for t in range(1, n + 1):
        P[t] = P[t - 1] + I[t]
    add = [0] * (n + 3)   # 差分:活跃捐献者计数
    part = [0] * (n + 3)  # 尾款加总
    active = 0
    S = [0] * (n + 1)     # 每个 t 在成为捐献者时的“可被未来索取”的总额
    for t in range(1, n + 1):
        # 更新活跃人数
        active += add[t]
        # 本次收入 = 满额部分 + 尾款部分
        gain = I[t] * active + part[t]
        S[t] = A[t] + gain
        if S[t] == 0:
            continue
        remain_need = P[n] - P[t]
        if S[t] <= remain_need:
            # 二分找到首次越界的 u
            lo, hi = t + 1, n
            u = n + 1
            while lo <= hi:
                mid = (lo + hi) // 2
                if P[mid] - P[t] >= S[t]:
                    u = mid
                    hi = mid - 1
                else:
                    lo = mid + 1
            # 区间 t+1..u-1 满额,u 处尾款
            add[t + 1] += 1
            add[u] -= 1
            tail = S[t] - (P[u - 1] - P[t])
            part[u] += tail
        else:
            # 直到最后都付不完:t+1..n 都满额
            add[t + 1] += 1
            add[n + 1] -= 1
    # 计算最终剩余,并按原编号输出
    ans = [0] * (n + 1)
    for t in range(1, n + 1):
        remain = S[t] - (P[n] - P[t])
        if remain < 0:
            remain = 0
        ans[pos2id[t]] = remain
    print(' '.join(str(ans[i]) for i in range(1, n + 1)))
if __name__ == "__main__":
    main()
C++
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    int n;
    if (!(cin >> n)) return 0;
    vector<long long> a(n + 1), b(n + 1);
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> a[i];
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> b[i];
    // 按成年时间升序
    vector<int> ids(n);
    iota(ids.begin(), ids.end(), 1);
    sort(ids.begin(), ids.end(), [&](int x, int y){ return b[x] < b[y]; });
    vector<long long> I(n + 1), A(n + 1), P(n + 1, 0);
    vector<int> pos2id(n + 1);
    for (int t = 1; t <= n; ++t) {
        int idx = ids[t - 1];
        I[t] = idx;       // 索取额度 = 原编号
        A[t] = a[idx];
        pos2id[t] = idx;
        P[t] = P[t - 1] + I[t];
    }
    vector<long long> add(n + 3, 0), part(n + 3, 0), S(n + 1, 0);
    long long active = 0;
    for (int t = 1; t <= n; ++t) {
        active += add[t];                       // 活跃捐献者人数
        long long gain = I[t] * active + part[t]; // 本次收入
        S[t] = A[t] + gain;
        if (S[t] == 0) continue;
        long long remainNeed = P[n] - P[t];
        if (S[t] <= remainNeed) {
            // 二分首个 u 使 P[u]-P[t] >= S[t]
            int lo = t + 1, hi = n, u = n + 1;
            while (lo <= hi) {
                int mid = (lo + hi) >> 1;
                if (P[mid] - P[t] >= S[t]) { u = mid; hi = mid - 1; }
                else lo = mid + 1;
            }
            add[t + 1] += 1;
            add[u] -= 1;
            long long tail = S[t] - (P[u - 1] - P[t]); // 尾款
            part[u] += tail;
        } else {
            add[t + 1] += 1;
            add[n + 1] -= 1;
        }
    }
    vector<long long> ans(n + 1, 0);
    for (int t = 1; t <= n; ++t) {
        long long remain = S[t] - (P[n] - P[t]);
        if (remain < 0) remain = 0;
        ans[pos2id[t]] = remain;
    }
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if (i > 1) cout << ' ';
        cout << ans[i];
    }
    cout << '\n';
    return 0;
}
Java
import java.io.*;
import java.util.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in), 1 << 20);
        StringTokenizer st;
        int n = Integer.parseInt(br.readLine().trim());
        long[] a = new long[n + 1];
        long[] b = new long[n + 1];
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        for (int i = 1; i <= n; i++) a[i] = Long.parseLong(st.nextToken());
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        for (int i = 1; i <= n; i++) b[i] = Long.parseLong(st.nextToken());
        // 按成年时间排序得到时间序
        Integer[] ids = new Integer[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) ids[i] = i + 1;
        Arrays.sort(ids, Comparator.comparingLong(x -> b[x]));
        long[] I = new long[n + 1];
        long[] A = new long[n + 1];
        int[] pos2id = new int[n + 1];
        long[] P = new long[n + 1];
        for (int t = 1; t <= n; t++) {
            int idx = ids[t - 1];
            I[t] = idx;          // 索取额度 = 原编号
            A[t] = a[idx];
            pos2id[t] = idx;
            P[t] = P[t - 1] + I[t];
        }
        long[] add = new long[n + 3];   // 差分:活跃捐献者人数
        long[] part = new long[n + 3];  // 尾款加总
        long[] S = new long[n + 1];     // 每个 t 的可被未来索取总额
        long active = 0;
        for (int t = 1; t <= n; t++) {
            active += add[t];                        // 当前活跃捐献者数
            long gain = I[t] * active + part[t];    // 本次收入
            S[t] = A[t] + gain;
            if (S[t] == 0) continue;
            long remainNeed = P[n] - P[t];
            if (S[t] <= remainNeed) {
                // 二分查找首次越界 u:P[u]-P[t] >= S[t]
                int lo = t + 1, hi = n, u = n + 1;
                while (lo <= hi) {
                    int mid = (lo + hi) >>> 1;
                    if (P[mid] - P[t] >= S[t]) { u = mid; hi = mid - 1; }
                    else lo = mid + 1;
                }
                add[t + 1] += 1;
                add[u] -= 1;
                long tail = S[t] - (P[u - 1] - P[t]); // 尾款
                part[u] += tail;
            } else {
                add[t + 1] += 1;
                add[n + 1] -= 1;
            }
        }
        long[] ans = new long[n + 1];
        for (int t = 1; t <= n; t++) {
            long remain = S[t] - (P[n] - P[t]);
            if (remain < 0) remain = 0;
            ans[pos2id[t]] = remain;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (i > 1) sb.append(' ');
            sb.append(ans[i]);
        }
        System.out.println(sb.toString());
    }
}
        题目内容
在遥远的 Tk 国有 n 名未成年人(编号为 1 ~ n ),他们每个人初始有 ai 颗宝石,每个人 bi 年后成年(题目保证 bi 互不相同),编号为 i 的人成年时,所有已经成年的人都要给这位刚成年的人 i 颗宝石(即这个人编号数量的宝石,如果不够 i 颗将给出自己全部的宝石),请出所有人都成年之后每个人的宝石数量。
输入描述
第一行输入一个整数 n(1≦n≦2×105) 表示未成年人数。
第二行输入 n 个整数 ai(1≦ai≦109) 表示每个人初始拥有的宝石。
第三行输入 n 个整数 bi(2≦bi≦109) 表元每个人距离成年的时间。
输出描述
输出一行 n 个数按照编号从小到大的顺序表示所有人都成年后的每个人的宝石数。
样例1
输入
3
1 3 8
4 2 3
输出
2 0 10