uoj#P325. 【IOI2017】Ancient Books

【IOI2017】Ancient Books

德黑兰市是伊朗国家图书馆的所在地。这个图书馆的镇馆之宝位于一个长长的大厅内,大厅里有排成一行的 $n$ 张桌子,从左到右依次编号为从 $0$ 到 $n-1$。每张桌子上都陈列着一本手写的古书。这些古书是根据其历史年份进行排序的,这使得访客们难以根据书名来查找它们。所以,图书馆主管决定按照书名的字母序来重新排列它们。

图书管理员 Aryan 要完成这项工作。他创建了一个长度为 $n$ 的列表 $p$,其中包括由 $0$ 到 $n-1$ 的不同整数。这个列表描述了按字母序来重排古书所要做的改变:对于 $0\leq i< n$,目前在桌子 $i$ 上的古书应该被移到桌子 $p[i]$ 上。

Aryan 从桌子 $s$ 开始重排这些古书。他希望在做完重排工作之后再回到同一张桌子上。由于这些古书非常珍贵,在任何时间,他手持的古书都不能超过一本。在重排古书的过程中,Aryan 将会做一系列的操作。每个操作只能是以下其中之一:

  • 如果他手上没有书,而他所在的桌子上恰好有一本书时,他可以拿起这本书。
  • 如果他手上有一本书,而他所在的桌子上恰好有另一本书时,他可以把手上的书和桌子上的书进行交换。
  • 如果他手上有一本书,而他所在的桌子上没有书时,他可以把手上的书放到这个桌子上。
  • 他可以走到任何一张桌子前。当他进行这个操作时,他手上可以拿一本书。

对于所有 $0\leq i,j\leq n-1$,桌子 $i$ 和桌子 $j$ 之间的距离正好是 $|j-i|$ 米。你的任务是,计算出 Aryan 重排好所有古书所走过的总距离的最小值。

实现细节

本题只支持C++。

你需要实现下面的函数:

 long long minimum_walk(std::vector<int> p, int s)

$p$ 是一个长度为 $n$ 的数组。初始阶段在桌子 $i$ 上的古书需要被 Aryan 移到桌子 $p[i]$ 上(对于所有 $0\leq i < n$)。

$s$ 是初始阶段 Aryan 所在桌子的编号,同时也是重排好所有古书之后他应该在的位置。

该函数要返回 Aryan 重排好所有古书所需走过的总距离的最小值(以米为单位)。

例子

评测程序调用 minimum_walk([0, 2, 3, 1], 0)

例子

在这个例子中,$n=4$,在初始阶段Aryan位于桌子 $0$ 处。他按照如下步骤进行重排:

  • 走到桌子 $1$ 处并且拿起桌上的书。这本书应该要被放到桌子 $2$ 上。
  • 然后,他走到桌子 $2$ 处,并且把他手上的书和桌子上的书进行交换。现在他新拿到手上的书应该被放到桌子 $3$ 上。
  • 然后,他走到桌子 $3$ 处,并且把他手上的书和桌子上的书进行交换。现在他新拿到手上的书应该被放到桌子 $1$ 上。
  • 然后,他走到桌子 $1$ 处,并且把他手上的书放到桌子上。
  • 最后,他回到桌子 $0$ 处。 注意,桌子 $0$ 上的书已经在正确的位置,即桌子 $0$ 上,因此 Aryan 不需要把它拿起来。在这个方案中,他的总行走距离是 $6$ 米。这是一个最优解;因此,函数应该返回 $6$。

数据范围

  • $1\leq n\leq 1 \ 000\ 000$
  • $0\leq s\leq n-1$
  • 数组 $p$ 包含 $n$ 个从 $0$ 到 $n-1$(含)的不同整数。
子任务编号 $n\leq$ $s\leq$ 分值
$1$ $4$ $0$ $12$
$2$ $1000$ $10$
$3$ $1\ 000\ 000$ $28$
$4$ $1000$ $n-1$ $20$
$5$ $1\ 000\ 000$ $30$

时间限制:$1\texttt{s}$

空间限制:$256\texttt{MB}$

评分程序样例

评分程序样例将读入下述格式的输入数据:

  • 第 $1$ 行:$n\ s$
  • 第 $2$ 行:$p[0]\ p[1]\ \cdots\ p[n-1]$

评分程序样例将输出一行,其中包括 minimum_walk 的返回值。

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样例数据与样例评测库下载