कुल्हाड़ी + बी का अधिकतम पता लगाएं


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आपको ( ए, बी ), और एक्स की सूची दी गई है । प्रत्येक एक्स के लिए अधिकतम कुल्हाड़ी + बी की गणना करें । आप मान सकते हैं कि , बी और एक्स गैर-नकारात्मक पूर्णांक हैं।

आपका कार्यक्रम या फ़ंक्शन अपेक्षित रूप से चलना चाहिए (यदि यादृच्छिकता आपके कोड में शामिल है, तो इनपुट नहीं) O ( n लॉग एन ) समय जहां n कुल इनपुट लंबाई (दोनों सूचियों की लंबाई या अधिकतम) है।

यह कोड-गोल्फ है। सबसे छोटा कोड जीतता है।

उदाहरण

[[2 8] [4 0] [2 1] [1 10] [3 3] [0 4]] [1 2 3 4 5]

आउटपुट:

[11 12 14 16 20]

स्पष्टीकरण:

11 = 1*1 + 10
12 = 1*2 + 10 = 2*2 + 8
14 = 2*3 + 8
16 = 2*4 + 8 = 4*4 + 0
20 = 4*5 + 0

जटिलता के बारे में ध्यान दें:

यदि आपने एक अच्छी औसत-केस जटिलता वाले एक बिलिन का उपयोग किया है, और सिद्धांत में आसानी से अपेक्षित जटिलता प्राप्त करने के लिए इसे यादृच्छिक किया जा सकता है, तो आप मान सकते हैं कि आपकी भाषा ने ऐसा किया था।

इसका मतलब है, यदि आपके कार्यक्रम का परीक्षण ओ ( एन लॉग एन ) में किया जा सकता है , संभवतः किनारे मामले के अपवादों के साथ क्योंकि आपकी भाषा के कार्यान्वयन के लिए, लेकिन अपने स्वयं के कोड में तार्किक रूप से नहीं देखा जा सकता है, हम कहेंगे कि यह हे ( n लॉग एन )।


यह मुझे लगता है कि अपेक्षित परिणाम [११ १२ १२ १५ ४] होना चाहिए। ???
बॉब जार्विस - मोनिका

@BusJarvis यह एक्स के लिए एक्स + बी की अधिकतम सीमा है, लेकिन सूची में सभी (ए, बी) के लिए। उदाहरण को कम भ्रामक बनाने के लिए बदल दिया गया।
jimmy23013

कुल इनपुट लंबाई = (ए, बी) जोड़े और एक्स के सरणी की लंबाई?
ऑप्टिमाइज़र

@ ऑप्टिमाइज़र राइट।
jimmy23013

यह क्यों स्पष्ट है कि इसमें भी संभव है O(n log(n))? क्या आप एक संदर्भ एल्गोरिथ्म प्रदान कर सकते हैं?
दोष

जवाबों:


1

पायथ - 99 98 बाइट्स

यह @ केथरांडाल के पायथन उत्तर का सीधा अनुवाद है। यह निश्चित रूप से बहुत अधिक गोल्फ हो सकता है। जल्द ही स्पष्टीकरण पोस्ट करूंगा

K[_1Z;FNShQAkdNW&>K2>+*k@K_3d+*@K_2@K_3eK=K<K_3)~K[c-eKd-k@K_2kd;FNSeQW&>K2>N@K2=K>K3)aY+*hKN@K1;Y

स्टड के माध्यम से अल्पविराम द्वारा अलग किए गए दो अल्पविराम सीमांकित सूची लेता है।

इसे यहाँ आज़माएँ

K                  K=
 [  )              A List containing
  _1               Negative 1
  Z                Zero
FN                 For N in
 ShQ               Sorted first input
Akd                Double assign k and d
 N                 To N
 W                 While
  &                Logical And
   >K2             K>2
   >               Greater Than
    +*k@K_3d       K[-3]*k+d
    +              Plus
     *@K_2@K_3     K[-2]*K[-3]
     eK            K[-1]
  =K               K=
   <K_3            K[:-3]
  )                Close while loop
 ~K                K+=
  [      )         List constructor
   c               Float division
    -              Minus
     eK            K[-1]
     d             d
    -              Minus
     k             k
     @K_2          K[-2]
   k               k
   d               d
 ;                 End list and for loop
FN                 For N in
  SeQ              Sorted second input
  W                While loop
   &               Logical and
    >K2            K[2:]
    >              Greater than
     N             N
     @K2           K[2]
   =K              K=
   >K3             K[3:]
  )                Close while loop
  aY               Y.append - Y is empty list
   +               Plus
    *hKN           (K+1)*N
    @K1            K[1]
;                  Close out everything
Y                  Print Y

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पायथन, 214 बाइट्स

S=sorted
def M(L,X):
 H=[-1,0];R={}
 for a,b in S(L):
    while H[2:]and a*H[-3]+b>H[-2]*H[-3]+H[-1]:H=H[:-3]
    H+=[1.*(H[-1]-b)/(a-H[-2]),a,b]
 for x in S(X):
    while H[2:]and x>H[2]:H=H[3:]
    R[x]=H[0]*x+H[1]
 return R

a,bबढ़ते aक्रम में इनपुट के माध्यम से पुनरावृत्ति करके उत्तल पतवार की गणना करता है । उत्तल पतवार में दर्ज की गई है Hप्रारूप का उपयोग कर -1,0,x1,a1,b1,x2,a2,b2,x2,...,xn,an,bnजहां xiएक्स के चौराहे के समन्वय है a{i-1},b{i-1}और ai,bi

फिर मैं इसे xक्रमबद्ध करता हूं, हालांकि इनपुट क्रमबद्ध क्रम में, उत्तल पतवार को काट-छाँट करता रहता है क्योंकि मैं जाता हूं।

O (n lgn) के प्रकारों को छोड़कर सब कुछ रैखिक है।

इसे ऐसे चलाएं:

>>> print M([[2,8],[4,0],[2,1],[1,10],[3,3],[0,4]], [1,2,3,4,5])
{1: 11, 2: 12, 3: 14, 4: 16, 5: 20}

@ user23013: तय
कीथ रान्डेल

@KeithRandall अंतिम चरण में, आप Hप्रत्येक xमें रैखिक रूप से खोजते हैं X, क्या आप नहीं? क्या यह संभव नहीं है कि हमारे पास O (n ^ 2) जटिलता हो जब दोनों सूचियों की लंबाई समान हो?
coredump

1
@coredump: मैं Hप्रत्येक के लिए रैखिक रूप से खोज करता हूं x, लेकिन क्योंकि मैं एस करता हूं, xमुझे याद है कि अंतिम खोज कहां रुकी थी और अगली खोज वहां शुरू करें। तो भीतर का whileलूप पूरे O (n) समय पर सभी xको निष्पादित कर सकता है (भले ही वह किसी भी व्यक्ति के लिए O (n) बार निष्पादित हो सकता है x)।
कीथ रान्डेल

@coredump: ध्यान दें कि whileपहले forलूप में आंतरिक लूप के लिए एक ही बात होती है ।
कीथ रान्डेल

@KeithRandall मुझे याद आया, धन्यवाद। चतुर!
coredump

6

हास्केल, 204 271 बाइट्स

संपादित करें : उत्तल पतवार को एक सूची के रूप में अपडेट करके बहुत आगे बढ़ाया गया है (लेकिन असमान संस्करण के समान जटिलता के साथ), "स्प्लिटकूप x" के बजाय "स्प्लिट (x + 1)" का उपयोग करके, और Predule जैसी सभी योग्य कॉल को हटा दें। foldl।

यह एक फ़ंक्शन f बनाता है जो (a, b) जोड़े की सूची और x मानों की सूची की अपेक्षा करता है। मुझे लगता है कि यह एपीएल परिवार में समान विचारों का उपयोग करके किसी भी चीज से लंबाई-वार उड़ा दिया जाएगा, लेकिन यहां यह जाता है:

import Data.Map
r=fromListWith max
[]%v=[(0,v)]
i@((p,u):j)%v|p>v#u=j%v|0<1=(v#u,v):i
(a,b)#(c,d)=1+div(b-d)(c-a)
o i x=(\(a,b)->a*x+b)$snd$findMax$fst$split(x+1)$r$foldl'(%)[]$r$zip(fmap fst i)i
f=fmap.o

नमूना उपयोग:

[1 of 1] Compiling Main             ( linear-min.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: Main.
λ> f [(2,8), (4,0), (2,1), (1,10), (3,3), (0,4)] [1..5]
[11,12,14,16,20]
λ> f [(1,20), (2,12), (3,11), (4,8)] [1..5]
[21,22,23,24,28]

यह ओ (एन लॉग एन) समय में काम करता है; विश्लेषण के लिए नीचे देखें।

संपादित करें: यहाँ बड़े-ओ विश्लेषण और यह कैसे काम करता है, इसका वर्णन के साथ एक अन-गोल्ड संस्करण है:

import Prelude hiding (null, empty)
import Data.Map hiding (map, foldl)

-- Just for clarity:
type X = Int
type Y = Int
type Line = (Int,Int)
type Hull = Data.Map.Map X Line
slope (a,b) = a

{-- Take a list of pairs (a,b) representing lines a*x + b and sort by
    ascending slope, dropping any lines which are parallel to but below
    another line.

    This composition is O(n log n); n for traversing the input and
    the output, log n per item for dictionary inserts during construction.
    The input and output are both lists of length <= n.
--}
sort :: [Line] -> [Line]
sort = toList . fromListWith max

{-- For lines ax+b, a'x+b' with a < a', find the first value of x
    at which a'x + b' exceeds ax + b. --}
breakEven :: Line -> Line -> X
breakEven p@(a,b) q@(a',b') = if slope p < slope q
                                 then 1 + ((b - b') `div` (a' - a))
                                 else error "unexpected ordering"

{-- Update the convex hull with a line whose slope is greater
    than any other lines in the hull.  Drop line segments
    from the hull until the new line intersects the final segment.
    split is used to find the portion of the convex hull
    to the right of some x value; it has complexity O(log n).
    insert is also O(log n), so one invocation of this 
    function has an O(log n) cost.

    updateHull is recursive, but see analysis for hull to
    account for all updateHull calls during one execution.
--}
updateHull :: Line -> Hull -> Hull
updateHull line hull
    | null hull = singleton 0 line
    | slope line <= slope lastLine = error "Hull must be updated with lines of increasing slope"
    | hull == hull' = insert x line hull
    | otherwise = updateHull line hull''
    where (lastBkpt, lastLine) = findMax hull
          x = breakEven lastLine line
          hull' = fst $ x `split` hull
          hull'' = fst $ lastBkpt `split` hull

{-- Build the convex hull by adding lines one at a time,
    ordered by increasing slope.

    Each call to updateHull has an immediate cost of O(log n),
    and either adds or removes a segment from the hull. No
    segment is added more than once, so the total cost is
    O(n log n).
--}
hull :: [Line] -> Hull
hull = foldl (flip updateHull) empty . sort

{-- Find the highest line for the given x value by looking up the nearest
    (breakpoint, line) pair with breakpoint <= x.  This uses the neat
    function splitLookup which looks up a key k in a dictionary and returns
    a triple of:
        - The subdictionary with keys < k.
        - Just v if (k -> v) is in the dictionary, or Nothing otherwise
        - The subdictionary with keys > k.

    O(log n) for dictionary lookup.
--}
valueOn :: Hull -> X -> Y
valueOn boundary x = a*x + b
    where (a,b) = case splitLookup x boundary of
                    (_  , Just ab, _) -> ab
                    (lhs,       _, _) -> snd $ findMax lhs


{-- Solve the problem!

    O(n log n) since it maps an O(log n) function over a list of size O(n).
    Computation of the function to map is also O(n log n) due to the use
    of hull.
--}
solve :: [Line] -> [X] -> [Y]
solve lines = map (valueOn $ hull lines)

-- Test case from the original problem
test = [(2,8), (4,0), (2,1), (1,10), (3,3), (0,4)] :: [Line]
verify = solve test [1..5] == [11,12,14,16,20]

-- Test case from comment
test' = [(1,20),(2,12),(3,11),(4,8)] :: [Line]
verify' = solve test' [1..5] == [21,22,23,24,28]

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आम लिस्प - 648 692

एक वास्तविक द्विआधारी खोज के साथ।

(use-package :optima)(defun z(l e)(labels((i(n m)(/(-(cadr m)(cadr n))(-(car n)(car m))))(m(l)(match l((list* a b c r)(if(<(i a b)(i b c))(list* a(m(list* b c r)))(m(list* a c r))))(_ l)))(f(x &aux(x(cdr x)))`(+(*,(car x)x),(cadr x)))(g(s e)(let*((q(- e s))(h(+ s(floor q 2)))d)(if(> q 1)(let((v(g s h))(d(pop l)))`(if(< x,(car d)),v,(g(1+ h)e)))(cond((not(car (setq d (pop l))))(f d))((> q 0)`(if(< x,(car d)),(f d),(f(pop l))))(t(f d)))))))(setq l(loop for(a b)on(m(remove-duplicates(#3=stable-sort(#3# l'< :key'cadr)'< :key'car):key 'car)) by #'cdr collect`(,(when b(i a b)),(car a),(cadr a))))`(mapcar(eval(lambda(x),(g 0(1-(length l)))))',e)))

(z '((2 8) (4 0) (2 1) (1 10) (3 3) (0 4)) '(1 2 3 4 5))
=> (11 12 14 16 20)

व्याख्या

चलो n (ए, बी) की लंबाई हो सकता है और k अंक की लंबाई।

  • सॉर्ट (ए, बी) ए द्वारा, फिर बी - ओ (एन.एलएन (एन))
  • डुप्लिकेट a(समानांतर रेखाएं) के लिए प्रविष्टियाँ निकालें , अधिकतम के साथ केवल समानांतर रेखा को बनाए रखना b, जो हमेशा दूसरे से अधिक होता है (हम कंप्यूटिंग चौराहों पर शून्य से विभाजन को रोकते हैं) - O (n)
  • परिणाम को संपीड़ित करें - O (n) : जब हमारे पास छांटे गए सूची में व्यंजन तत्व (a0, b0) (a1, b1) - (a2, b2) हों, जैसे कि चौराहे का बिंदु (a0, b0) और a1, b1 ) (ए, बी 1) और (ए 2, बी 2) में से एक से अधिक है, तो (ए, बी 1) को सुरक्षित रूप से अनदेखा किया जा सकता है।
  • (xab) तत्वों की एक सूची बनाएँ, जहाँ x का मान अप-टू-लाइन लाइन ax + b x के लिए अधिकतम है (यह सूची x द्वारा पिछले चरणों के लिए क्रमबद्ध है ) - O (n)
  • उस सूची को देखते हुए, एक लैम्ब्डा का निर्माण करें जो इसके इनपुट के लिए एक अंतराल जांच करता है और अधिकतम मूल्य की गणना करता है - बाइनरी ट्री O (n) में बनाया गया है (देखें /programming//a/4309901/124319 )। जो द्विआधारी खोज लागू की जाएगी, उसमें O (ln (n)) जटिलता है। उदाहरण इनपुट के साथ, हम निम्नलिखित फ़ंक्शन का निर्माण करते हैं (यह फ़ंक्शन तब संकलित किया जाता है):

    (LAMBDA (X)
      (IF (< X 4)
          (IF (< X 2)
              (IF (< X -6)
                  (+ (* 0 X) 4)
                  (+ (* 1 X) 10))
              (+ (* 2 X) 8))
          (+ (* 4 X) 0)))
    
  • उस फ़ंक्शन को सभी तत्वों के लिए लागू करें - O (k.ln (n))

परिणामी जटिलता: O ((n + k) (ln n)) सबसे खराब स्थिति में।

हम कुल इनपुट्स (n + k) के लिए एक जटिलता अनुमान प्रदान नहीं कर सकते, क्योंकि k और n स्वतंत्र हैं। उदाहरण के लिए, यदि n asymptotically negligeable wrt k है , तो कुल जटिलता O (k) होगी

लेकिन अगर हम मानते हैं कि k = O (n) है , तो परिणामी जटिलता O (n.ln (n)) है

अन्य उदाहरण

(z '((1 10) (1 8) (1 7)) '(1 2 3 4 5))
=> (11 12 13 14 15)

और अगर हम गणना करते हैं कि क्या गणना की जा रही है यह देखने के लिए, हम देख सकते हैं कि हमें कोई तुलना करने की आवश्यकता नहीं है (पहली सूची के पूर्वप्रक्रमित होने के बाद):

(MAPCAR (LAMBDA (X) (+ (* 1 X) 10)) '(1 2 3 4 5))

यहाँ एक और उदाहरण है (एक टिप्पणी से लिया गया है):

(z '((1 20) (2 12) (3 11) (4 8)) '(1 2 3 4 5))
=> (21 22 23 24 28)

प्रभावी कार्य:

(MAPCAR
  (LAMBDA (X)
    (IF (< X 4)
        (+ (* 1 X) 20)
        (+ (* 4 X) 8)))
  '(1 2 3 4 5))

O (n (k + k) log (n + k)) में O (n log n + k) जरूर है
jimmy23013

आप किस दुभाषिया का उपयोग कर रहे हैं? Ideone देता है (LIST* A B C R) should be a lambda expression
jimmy23013

@ user23013 क्षमा करें, मैं भूल गया (use-package :optima) (संपादन ...)
coredump

@ user23013 मुझे डर है कि मैं इदेओन को बाहरी पुस्तकालय नहीं बना सकता। परीक्षण के लिए, कृपया एसबीसीएल (या शायद एक और, हालांकि मैंने केवल एसबीसीएल पर परीक्षण किया है) डाउनलोड करें और क्विकस्पी स्थापित करें । फिर, आप डाउनलोड और इंस्टॉल करने के लिए (ql: quickload: optima) कर सकते हैं optima। अंत में, मेरे द्वारा प्रदान किया गया कोड मूल्यांकन योग्य होना चाहिए।
coredump

यह वापस आ गया (MAPCAR (EVAL (LAMBDA (X) ...जो उत्तर का मूल्यांकन करता है। क्या आपने कुछ डिबग कोड वहां छोड़ दिए थे?
jimmy23013
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