AcWing 148. 合并果子

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题目

在一个果园里,达达已经将所有的果子打了下来,而且按果子的不同种类分成了不同的堆。

达达决定把所有的果子合成一堆。

每一次合并,达达可以把两堆果子合并到一起,消耗的体力等于两堆果子的重量之和。

可以看出,所有的果子经过 n−1 次合并之后,就只剩下一堆了。

达达在合并果子时总共消耗的体力等于每次合并所耗体力之和。

因为还要花大力气把这些果子搬回家,所以达达在合并果子时要尽可能地节省体力。

假定每个果子重量都为 1,并且已知果子的种类数和每种果子的数目,你的任务是设计出合并的次序方案,使达达耗费的体力最少,并输出这个最小的体力耗费值。

例如有 33 种果子,数目依次为 1,2,9。

可以先将 1、2 堆合并,新堆数目为 3,耗费体力为 3。

接着,将新堆与原先的第三堆合并,又得到新的堆,数目为 12,耗费体力为 12。

所以达达总共耗费体力=3+12=15

可以证明 15 为最小的体力耗费值。

输入格式

输入包括两行,第一行是一个整数 n,表示果子的种类数。

第二行包含 n 个整数,用空格分隔,第 i 个整数 ai 是第 i 种果子的数目。

输出格式

输出包括一行,这一行只包含一个整数,也就是最小的体力耗费值。

输入数据保证这个值小于 231。

数据范围

1 ≤ n ≤ 10000
1 ≤ ai ≤ 20000

输入样例:

3 
1 2 9 

输出样例:

15

思路

(贪心,哈夫曼树,堆,优先队列)
O(nlogn)O(nlogn)
经典哈夫曼树的模型,每次合并重量最小的两堆果子即可。

时间复杂度
使用小根堆维护所有果子,每次弹出堆顶的两堆果子,并将其合并,合并之后将两堆重量之和再次插入小根堆中。

每次操作会将果子的堆数减一,一共操作 n−1n−1 次即可将所有果子合并成1堆。每次操作涉及到2次堆的删除操作和1次堆的插入操作,计算量是 O(logn)O(logn)。因此总时间复杂度是 O(nlogn)O(nlogn)。

ac代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
    int n,res = 0;
    cin >> n;
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> heap;
    while (n -- ){
        int x;
        cin >> x;
        heap.push(x);
    }
    while (heap.size() > 1){
        int a = heap.top(); heap.pop();
        int b = heap.top(); heap.pop();
        res += a + b;
        heap.push(a + b);
    }
    cout << res << endl;
    return 0;
}