数论:逆元

什么是逆元?

若 $ax \equiv 1 \pmod b$,则称 $x$ 是 $a$ 关于模 $b$ 的逆元,常记做 $a^{-1}$。

上式等价于 $ax + by = 1$,因此,一种求逆元的方法就是利用扩欧解方程 $ax + by = 1$。

显然,逆元不一定存在:其存在的充要条件为 $(a, b) = 1$。

推论:$p$ 是质数,$p$ 不整除 $a$,则 $a$ 模 $p$ 的逆元存在。

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数论:不定方程整数解

欧几里得算法

又称辗转相除法,迭代求两数 gcd。

由 $(a, b) = (a, ka + b)$ 的性质,$\gcd(a, b) = \gcd(b, a\bmod b)$。容易证明这么做的复杂度是 $O(\log n)$。

注意:$\gcd(0, a) = a$。

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图论:LCA

LCA: Lowest common ancestor 最近公共祖先

倍增求 LCA

预处理向上跳 $2^k$ 步的结果数组 f[k][x]

求的时候先把两个点跳到一个深度。这里有一个特判,如果重合直接返回这个点。

然后log值从大往小枚举,两个点一起不断向上跳,直至父亲相同,直接返回父节点。

可以 $O(n)$ 预处理log值,把单次查询复杂度降到 $O(常数)$。

复杂度:预处理 $O(n \log n)$,查询 $O(1)$

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图论:Tarjan

前置概念

时间戳:搜索时第几个搜索到这个点。如搜索顺序是1->2->3->6,则6的时间戳为4

对于无向图

连通分量:对于图G来的一个子图中,任意两个点都可以彼此到达,这个子图就被称为图G的连通分量(一个点就是最小的连通分量)

最大连通分量:对于图G的一个子图,这个子图为图G的连通分量,且是图G所有连通分量中包含节点数最多的那个,即为G的最大联通分量

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初级动态规划:LIS、LCS、背包

LIS & LCS

P1020 导弹拦截

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 100010;
int n = 0;

int a[N], b[N], s[N], ls[N];
void add(int x, int v) {
for(; x<=n; x+=x&(-x)) s[x] = max(s[x], v);
}

int query(int x) {
int ans = 0;
for(; x>0; x-=x&(-x)) ans = max(ans, s[x]);
return ans;
}
int main() {
//freopen("p1020_1.in", "r", stdin);
for(; scanf("%d", a+n+1) != EOF; ++n, b[n] = a[n]);

sort(b+1, b+n+1);
int t = unique(b+1, b+n+1) - (b+1);

for(int i=1; i<=n; ++i)
a[i] = lower_bound(b+1, b+t+1, a[i]) - b;

int ans = 0;
for(int i=n; i>0; --i) {
int q = query(a[i]) + 1;
add(a[i], q);
ans = max(ans, q);
}
printf("%d\n", ans);

ans = 0;
memset(s, 0, sizeof s);
for(int i=1; i<=n; ++i) {
int q = query(a[i]-1) + 1;
add(a[i], q);
ans = max(ans, q);
}
printf("%d\n", ans);
return 0;
}

P1439 【模板】最长公共子序列

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

const int N = 100010;

int n, b[N], p1[N], p2[N], s[N];

int lowbit(int x) {
return x&(-x);
}
void add(int x, int v) {
for(; x <= n; x += lowbit(x)) s[x] = max(s[x], v);
}
int query(int x) {
int ans = 0;
for(; x > 0; x -= lowbit(x)) ans = max(ans, s[x]);
return ans;
}
int main() {

scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; ++i) scanf("%d", p1+i);
for(int i=1; i<=n; ++i) scanf("%d", p2+i);

for(int i=1; i<=n; ++i) b[p1[i]] = i;
for(int i=1; i<=n; ++i) p2[i] = b[p2[i]];

int ans = 0;
for(int i=1; i<=n; ++i) {
int q = query(p2[i]-1) + 1;
add(p2[i], q);
ans = max(ans, q);
}

printf("%d", ans);
return 0;
}

0-1 背包

$$
F(i,j)=
\begin{cases}
F(i-1,j)& j \leq w_i\\
\max{F(i-1,j),F(i-1,j-w_i)+v_i}& j > w_i
\end{cases}
$$

注意二维转换成一维的时候,$j$ 要从后向前枚举,因为每次的新结果都是根据上一个结果来求得的,从后向前可避免重复取同一物品。

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D2T1:贪心、二分、并查集

一些技巧

常见的贪心技巧

货币使用问题:
尽可能少用,那么我们就先拿面值最大的,依次往下走,最后拿光了即可。

区间调度问题:
工作时间不能重叠,在可选工作中,每次都选取结束时间最早的作为选择,可以使工作量最大。

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