C++知识点总结(57):STL综合

STL综合

  • 一、数据结构
    • 1. 队列
    • 2. 映射
  • 二、队列例题
    • 1. 约瑟夫环(数据加强)
    • 2. 打印队列
    • 3. 小组队列
    • 4. 日志统计 2.0
  • 三、映射真题
    • 1. 眼红的 Medusa
    • 2. 美食评委

一、数据结构

1. 队列

功能代码
定义queue<tp>q
入队.push(x)
出队.pop()
队头.front()
队尾.back()
为空.empty()
大小.size()

2. 映射

功能代码
定义map<tp1,tp2>name
增/改mp[key]=value
删除.erase(key)
全删.clear()
头部.begin()
尾部.end()
key 出现.count(key)
为空.empty()
大小.size()
查找.find(key)
it->first
it->second

二、队列例题

1. 约瑟夫环(数据加强)

题目描述

n n n 个人报数,报到 m m m 的人出列,再由下一个人重新从 1 1 1 开始报数,以此类推,输出依次出圈人的编号。

输入描述

一行两个整数 n , m n,m n,m

输出描述

一行 n n n 个整数,相邻整数用一个空格隔开,按顺序输出每个出圈人的编号

样例1

输入

10 3

输出

3 6 9 2 7 1 8 5 10 4

提示

对于 50 % 50\% 50% 的数据, n , m ≤ 50 n,m\le 50 n,m50
对于 80 % 80\% 80% 的数据, n ≤ 1000 , m ≤ 1 0 6 n\le1000,m\le10^6 n1000,m106
对于 100 % 100\% 100% 的数据, 1 ≤ n ≤ 5000 , 1 ≤ m ≤ 1 0 9 1\le n\le5000,1\le m\le10^9 1n5000,1m109

程序1: 暴力

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m;
queue<int>q;
int main(){cin>>n>>m;for(int i=1;i<=n;i++)q.push(i);for(int i=1;i<=n;i++){//一共有n个人需要出圈for(int j=1;j<=m-1;j++){//前1~m-1的人不用出圈q.push(q.front());//备份一份本体到队尾q.pop();//本体删除}cout<<q.front()<<" ";//输出出圈人q.pop();//出圈人出圈}return 0;
}

问题:直接模拟会非常耗时,尤其是 m > n m>n m>n 的时候,可以考虑使用模运算作答。

参考答案

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m;
queue<int>q;
int main(){cin>>n>>m;for(int i=1;i<=n;i++)q.push(i);for(int i=1;i<=n;i++){for(int j=1;j<=(m-1)%q.size();j++){//模运算,记得不要直接m%=nq.push(q.front());q.pop();}cout<<q.front()<<" ";q.pop();}return 0;
}

2. 打印队列

题目描述

学生会里只有一台打印机,但是有很多文件需要打印,因此打印任务不可避免地需要等待。有些打印任务比较急,有些不那么急,所以每个任务都有一个 1 ∼ 9 1∼9 19 间的优先级,优先级越高表示任务越急。
打印机的运作方式如下:首先从打印队列里取出一个任务 J J J,如果队列里有比 J J J 更急的任务,则直接把 J J J 放到打印队列尾部,否则打印任务 J J J(此时不会把它放回打印队列)。
给定打印队列中各个任务的优先级,以及所关注的任务在队列中的位置(队首位置为 0 0 0),求该任务完成的时刻。所有任务都需要 1 1 1 分钟打印。
例如,打印队列为 { 1 , 1 , 9 , 1 , 1 , 1 } \{ 1,1,9,1,1,1 \} {1,1,9,1,1,1},目前处于队首的任务最终完成时刻为 5 5 5

输入描述

多组数据,第一行一个整数 T T T,表示了有 T T T 组数据。
每组数据,第一行两个整数 n , m n,m n,m,分别表示队列中任务数量,以及所关注任务的位置。
接下来一行 n n n 个数,分别表示 n n n 个任务的优先级。

输出描述

每组数据输出一行,表示所关注任务的完成时刻。

样例1

输入

3
1 0
5
4 2
1 2 3 4
6 0
1 1 9 1 1 1

输出

1
2
5

提示

对于 20 % 20\% 20% 的数据, 0 ≤ m < n ≤ 10 0≤m<n≤10 0m<n10
对于 60 % 60\% 60% 的数据, 0 ≤ m < n ≤ 100 0≤m<n≤100 0m<n100
对于 100 % 100\% 100% 的数据, T ≤ 10 , 0 ≤ m < n ≤ 1000 T≤10,0≤m<n≤1000 T10,0m<n1000

参考答案

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int t,n,m;
int cnt[10];
struct task{int id,prio;//编号和优先级
};
bool check(int p){//查找打印优先级for(int i=p+1;i<=9;i++)//遍历更高的优先级if(cnt[i]!=0)//有更高优先级的任务等待打印return true;//不打印return false;//打印
}
void solve(){memset(cnt,0,sizeof(cnt));//清空优先级计数queue<task>q;cin>>n>>m;for(int i=0,p;i<n;i++){//id从0开始cin>>p;//输入优先级cnt[p]++;//增加对应优先级任务的计数q.push({i,p});//存储任务}int ans=0;while(!q.empty()){auto[id,p]=q.front();//取出队首q.pop();if(check(p))//不可以打印q.push({id,p});else{ans++;//增加做任务的次数cnt[p]--;//减少对应优先级任务的计数if(id==m){//是否为关注任务cout<<ans<<endl;return;}}}
}
int main(){cin>>t;while(t--)solve();return 0;
}

3. 小组队列

题目描述

m m m 个小组, n n n 个元素,每个元素属于且仅属于一个小组。
支持以下操作:

  • push x:使元素 x x x 进队,如果前边有 x x x 所属小组的元素, x x x 会排到自己小组最后一个元素的下一个位置,否则 x x x 排到整个队列最后的位置。
  • pop:出队,弹出队头并输出出队元素,出队的方式和普通队列相同,即排在前边的元素先出队。

输入描述

第一行有两个正整数 n , m n,m n,m,分别表示元素个数和小组个数,元素和小组均从 0 0 0 开始编号。
接下来一行 n n n 个非负整数 A i A_i Ai ,表示元素 i i i 所在的小组。
接下来一行一个正整数 T T T,表示操作数。
接下来 T T T 行,每行为一个操作。

输出描述

对于每个出队操作输出一行,为出队的元素。

样例1

输入

4 2
0 0 1 1
6
push 2
push 0
push 3
pop
pop
pop

输出

2
3
0

提示

对于 30 % 30\% 30% 的数据, 1 ≤ n ≤ 100 , 1 ≤ m ≤ 10 , T ≤ 50 1≤n≤100,1≤m≤10,T≤50 1n100,1m10,T50
对于 100 % 100\% 100% 的数据, 1 ≤ n ≤ 1 0 5 , 1 ≤ m ≤ 300 , T ≤ 1 0 5 1≤n≤10^5,1≤m≤300,T≤10^5 1n105,1m300,T105,输入保证操作合法。

参考答案

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int t,n,m;
int a[100010];//每个人所属的队伍编号
queue<int>q;//队伍编号
queue<int>team[305];//队伍成员的队列数组
int main(){cin>>n>>m;for(int i=0;i<n;i++)cin>>a[i];cin>>t;while(t--){string op;cin>>op;if(op=="push"){int x;cin>>x;if(team[a[x]].empty())//如果x所属队伍之前没有人入队q.push(a[x]);//将x所属队伍入队team[a[x]].push(x);//将x入队到对应队伍中} else {int x=q.front();//取出下一个要出队的队伍编号cout<<team[x].front()<<endl;//输出当前队首队伍中的第一个人的编号team[x].pop();//将当前队首队伍中的第一个人出队if(team[x].empty())//如果当前队首队伍中没有人了q.pop();//将当前队伍从队伍中删除}}return 0;
}

4. 日志统计 2.0

题目描述

小猴维护着一个程序员论坛。现在他收集了一份"点赞"日志,日志共有 N N N 行。其中每一行的格式是 ts id,表示在 t s \tt ts ts 时刻编号 i d \tt id id 的帖子收到一个"赞"。
现在小猴想统计有哪些帖子曾经是"热帖"。如果一个帖子曾在任意一个长度为 D D D 的时间段内收到不少于 K K K 个赞,小猴就认为这个帖子曾是"热帖"。
具体来说,如果存在某个时刻 T T T 满足该帖在 [ T , T + D ) [T,T+D) [T,T+D) 这段时间内(注意是左闭右开区间)收到不少于 K K K 个赞,该帖就曾是"热帖"。
除此之外,小猴还想知道哪个长度为 D D D 的时间段内的"热帖"种类最多,小猴称这个段时间为"黄金时间段"。这里统计帖子的出现次数只能使用该黄金时间段内的帖子,也就是说在黄金时间段内的帖子之前可能是"热帖",但是仅在黄金时间段内却可能不是"热帖"。
例如, N = 5 , D = 3 , K = 2 N=5,D=3,K=2 N=5,D=3,K=2 N N N 个帖子依次是 { 1 , 1 } , { 2 , 1 } , { 3 , 2 } , { 4 , 2 } , { 5 , 3 } \{1,1\},\{2,1\},\{3,2\},\{4,2\},\{5,3\} {1,1},{2,1},{3,2},{4,2},{5,3}(以 { t s , i d } \{\tt ts,id\} {ts,id} 的形式依次给出每个帖子的信息),那么在黄金时间段 [ 2 , 4 ] [2,4] [2,4] 内“热帖”的个数只有 1 1 1 个,其中编号为 1 1 1 的帖子在时间 [ 2 , 4 ] [2,4] [2,4] 中只出现了一次,虽然它曾经是"热帖"。
给定日志,请你帮助小猴统计出"黄金时间段"内的"热帖"种类数,以及输出所有曾是"热帖"的帖子编号。

输入描述

第一行包含三个整数 N , D , K N,D,K N,D,K
以下 N N N 行每行一条日志,包含两个整数 t s , i d \tt ts,id ts,id

输出描述

输出两行:
第一行,表示"黄金时间段"内的帖子种类数。
第二行,按从小到大的顺序输出热帖 i d \tt id id。每个 i d \tt id id 之间空格隔开, 如果没有任何热帖就输出 −1

样例1

输入

7 10 2
0 1
0 10
10 10
10 1
9 1
100 3
100 3

输出

1
1 3

样例2

输入

7 10 1
0 1
0 10
10 10
10 1
9 1
100 3
100 3

输出

2
1 3 10 

样例3

输入

7 10 3
0 1
0 10
10 10
10 1
9 1
100 3
100 3

输出

0
-1

提示

对于 50 % 50\% 50% 的数据, 1 ≤ K ≤ N ≤ 1000 1≤K≤N≤1000 1KN1000
对于 100 % 100\% 100% 的数据, 1 ≤ K ≤ N ≤ 2 × 1 0 5 , 0 ≤ i d , t s 1≤K≤N≤2×10^5,0≤\tt{id,ts} 1KN2×105,0id,ts ≤ 1 0 5 ≤10^5 105

参考程序

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAXN=200010;
int n,d,k,cnt;
int sum[MAXN];
int isHot[MAXN];
struct LOG{int ts,id;bool operator<(const LOG&rhs)const{return ts<rhs.ts;}
}logs[MAXN];
queue<LOG>q;//某个长度为D的时间段的热搜情况
int main(){cin>>n>>d>>k;for(int i=1;i<=n;i++)cin>>logs[i].ts>>logs[i].id;sort(logs+1,logs+n+1);int ans=0;for(int i=1;i<=n;i++){while(!q.empty()&&q.front().ts<=logs[i].ts-d){if(sum[q.front().id]==k)//点赞个数刚好是k条cnt--;//减少热帖个数sum[q.front().id]--;q.pop();}//把当前记录放入日志q.push(logs[i]);sum[logs[i].id]++;if(sum[logs[i].id]==k){cnt++;//新增一个热帖isHot[logs[i].id]=1;//标记为热帖}ans=max(ans,cnt);}cout<<ans<<endl;if(ans==0)cout<<"-1\n";else{for(int i=1;i<=n;i++)if(isHot[i])cout<<i<<" ";}return 0;
}

三、映射真题

1. 眼红的 Medusa

题目描述

虽然 Miss Medusa 到了北京,领了科技创新奖,但是她还是觉得不满意。原因是:他发现很多人都和她一样获了科技创新奖,特别是其中的某些人,还获得了另一个奖项——特殊贡献奖。而越多的人获得了两个奖项,Miss Medusa就会越眼红。于是她决定统计有哪些人获得了两个奖项,来知道自己有多眼红。

输入格式

第一行两个整数 n , m n, m n,m,表示有 n n n 个人获得科技创新奖, m m m 个人获得特殊贡献奖。
第二行 n n n 个正整数,表示获得科技创新奖的人的编号。
第三行 m m m 个正整数,表示获得特殊贡献奖的人的编号。

输出格式

输出一行,为获得两个奖项的人的编号,按在科技创新奖获奖名单中的先后次序输出。

样例1

输入

4 3
2 15 6 8
8 9 2

输出

2 8

提示

对于 60 % 60\% 60% 的数据, 0 ≤ n , m ≤ 1000 0 \leq n, m \leq 1000 0n,m1000,获得奖项的人的编号 < 2 × 1 0 9 \lt 2 \times 10^9 <2×109
对于 100 % 100\% 100% 的数据, 0 ≤ n , m ≤ 1 0 5 0 \leq n, m \leq 10^5 0n,m105,获得奖项的人的编号 < 2 × 1 0 9 \lt 2 \times 10^9 <2×109
输入数据保证第二行任意两个数不同,第三行任意两个数不同。

参考答案

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
map<int,bool>mp;
int n,m,awd[100010];
int main(){cin>>n>>m;for(int i=1;i<=n;i++)cin>>awd[i];for(int i=1,id;i<=m;i++)cin>>id,mp[id]=true;for(int i=1;i<=n;i++)if(mp[awd[i]]==true)cout<<awd[i]<<" ";return 0;
}

2. 美食评委

题目描述

一年一度的美食比赛火热进行中,小猴作为评委需要对一些选手的菜品打分,所有菜品从左到右排成一排,编号依次为 1 ∼ n 1∼n 1n,第 i i i 个菜品的美味值是 d i d_i di。小猴可以自己选择对那些选手的菜品进行打分,但是必须满足以下两个条件:

  • 至少选择两位选手的菜品;
  • 选择的第一个选手和最后一位选手的菜品美味值必须相同。


小猴所选的第一个菜品和最后一个菜品之间(不包含第一个和最后一个菜品)的部分菜品可以选择不要,请你帮助小猴计算所选菜品美味值的总和的最大值是多少?

输入描述

第一行一个整数 n n n
第二行 n n n 个整数 d i d_i di

输出描述

一行一个整数,表示所选菜品美味值的总和的最大值。

样例1

输入

5
1 2 3 1 2

输出

8

样例2

输入

5
100 1 1 -3 1

输出

3

提示

40 % 40\% 40% 的数据保证: 2 ≤ n ≤ 5000 , d i > 0 2≤n≤5000,d_i>0 2n5000,di>0
100 % 100\% 100% 的数据保证: 2 ≤ n ≤ 2 × 1 0 5 , − 1 0 9 ≤ d i ≤ 1 0 9 2≤n≤2×10^5,-10^9\le d_i\le10^9 2n2×105,109di109

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