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2048 年,第三十届 CSP 认证的考场上,作为选手的小明打开了第一题。这个题的样例有 nn 组数据,数据从 1 ~ n 编号,i 号数据的规模为 $a_i$ 。
小明对该题设计出一个暴力程序,对于一组规模为 u 的数据,该程序的运行时间为 $u^2$ 。然而这个程序运行完一组规模为 u 的数据之后,它将在任何一组规模小于 u 的数据上运行错误。样例中的 $a_i$ 不一定递增,但小明又想在不修改程序的情况下正确运行样例,于是小明决定使用一种非常原始的解决方案:将所有数据划分成若干个数据段,段内数据编号连续,接着将同一段内的数据合并成新数据,其规模等于段内原数据的规模之和,小明将新数据的规模能够递增。
也就是说,小明需要找到一些分界点 1≤k <k2<…<kp <n,使得
$\displaystyle \sum_{i=1}^{k_1}a_i \le \sum_{i=k_1+1}^{k_2}a_i \le \dots \le \sum_{i=k_p+1}^n a_i $
注意 p 可以为 0 且此时 k0=0,也就是小明可以将所有数据合并在一起运行。
小明希望他的程序在正确运行样例情况下,运行时间也尽量小,也就是最小化
$\displaystyle (\sum_{i=1}^{k_1} a_i)^2 + (\sum_{i=k_1+1}^{k_2} a_i)^2+ \dots +(\sum_{i=k_p+1}^n a_i)^2$
小明觉得这个问题非常有趣,并向你请教:给定 n 和 ai ,请你求出最优划分方案下,小明的程序的最小运行时间。