uoj#P927. 【清华集训2024】平原

【清华集训2024】平原

“只要你心里的念是真的,只要你心里的念是诚的,高山大海都会给你让路。”——《平原上的摩西》

这是一道交互题。

在二维平面上有一条未知的、不与 $y$ 轴平行的直线 $L$。设 $L(x_0)$ 表示直线 $L$ 与 $x = x_0$ 的交点纵坐标。

给定值域 $V$,$L$ 额外满足以下性质:

  • 对于任意整数 $0 \le x, y \le V $,$L(x)\neq y$;
  • $0 \le L(0), L(V ) \le V $。

此时 $L$ 将 $S = \{0, 1, 2, \cdots , V \} × \{0, 1, 2, \cdots , V \}$ 分割成两个点集 $S_L = \{(x, y) \in S \vert L(x) > y\}$ 和 $\overline{S_L} = \{(x, y) \in S | L(x) < y\}$,且它们都不是空集。

你可以向交互库询问至多 $\mathrm{limit}$ 次询问。每次询问给出整数 $0 \le x, y \le V$ ,你可以得到 $(x, y)$ 属于 $S_L$ 还是 $\overline{S_L}$。

你需要找到直线 $L'$,其不经过 $S$ 中任何一个点,且 $L'$ 和 $L$ 将 $S$ 划分为同样的两个点集。形式化地,$L'$ 需要满足 $\forall(x, y) \in S_L, L'(x) > y$ 且 $\forall(x, y) \in \overline{S_L}, L'(x) < y$。

实现细节

请确保你的程序开头有 #include "plain.h"

你不需要也不应该实现主函数。你需要实现以下函数:

  • std::tuple<long long, int, long long, int> Find(int task_id, int V, int limit);
    • 其中 task_id 表示子任务编号,V 表示值域,limit 表示最大询问次数。
    • 你需要返回四元组 $ (k_u, k_v, b_u, b_v)$ 表示你给出的直线 $L'$ 的解析式为 $y = \frac{k_u}{k_v} x + \frac{b_u}{b_v} $。
    • 你需要保证 $k_u$ 与 $b_u$ 在 long long 范围内,$k_v$ 与 $b_v$ 在 int 范围内,且 $k_v,b_v> 0$。你不需要保证给出的分数是既约分数。可以证明在本题的数据范围下,总是存在这样的 $(k_u, k_v, b_u, b_v)$ 满足条件。
    • 在最终测试时,交互库将会调用 $T \le 10^4$ 次 Find 函数

你可以使用 std::make_tuple(a,b,c,d) 来将 $a,b,c,d$ 打包成一个 tuple。

你可以调用如下函数进行一次询问:

  • bool query(int x,int y);
    • 你需要保证 $0 \le x, y \le V$ ,在单组测试数据内该函数的调用次数不超过 $\mathrm{limit}$。
    • 当 $(x, y) \in S_L$ 时,函数返回 true,否则返回 false

保证在满足题目条件和数据范围的情况下,最终测试时交互库的运行时间不会超过 $\text{200 ms}$,运行空间不会超过 $\text{64 MiB}$。

交互库不是自适应的,即 $L$ 是固定的,不会随着交互过程改变。

测试程序方式

试题目录下的 grader.cpp 是我们提供的交互库参考实现。最终测试的交互库与样例交互库有一定不同,故你的实现不应该依赖样例交互库实现。

你需要在本题目录下使用如下命令编译得到可执行程序:

g++ plain.cpp grader.cpp ‐o plain ‐O2 ‐‐std=c++14 ‐lm

对于编译得到的可执行程序:

  • 可执行文件将从标准输入读入以下格式的数据:
    • 第一行三个整数 $\mathrm{task\_id}, T, \mathrm{limit}$,分别表示子任务编号,测试数据组数和每组测试数据的询问次数上限。接下来依次输入每组测试数据。
    • 对于每组测试数据输入一行五个整数 $V, k_u, k_v, b_u, b_v$,其中 V 表示值域,$k_u, k_v, b_u, b_v$ 表示直线 L 的解析式为 $y = \frac{k_u}{k_v} x + \frac{b_u}{b_v}$。
    • 你需要保证 $b_u$ 在 long long 范围内,$k_u, k_v, b_v$ 在 int 范围内,且 $k_v, b_v > 0$。

对于所有测试数据,保证存在这样的 $(k_u, k_v, b_u, b_v)$ 满足题目条件。

  • 读入完成之后,交互库将会调用 $T$ 次 Find 函数。
  • 若每一组测试数据中你都在给定的询问次数内求出了正确的直线,交互库将在标准输出流输出两行,第一行一个字符串 $\texttt{Correct.}$,第二行一个整数,表示 $T$ 组测试数据中 query 调用次数的最大值。否则交互库会输出对应错误信息,并立即停止程序。
0 3 20
4 5 11 11 6
4 ‐11 15 17 5
4 2 15 4 5
Correct.
8

$\mathrm{task\_id} = 0$ 表示该组数据为样例。

下面三张图依次展示了三组数据对应的函数图像。

子任务

对于所有测试数据,$2 \le V \le 10^9$,$1 \le T \le 10^4$,$100 \le \mathrm{limit} \le 3, 666$。


子任务编号 分值 $V $ $T$ $\mathrm{limit}$ 特殊性质
1 $20$ $\le 10^2$ $\le 10$ $=110$
2 $20$ $\le 10^9$ $\le 10^3$ $=110$ A
3 $10$ $\le 10^5$ $\le 10$ $=1,111$
4 $15$ $\le 10^9$ $\le 500$ $=3,666$
5 $20$ $\le 10^5$ $\le 10$ $=10^2$
6 $10$ $\le 10^9$ $\le 10$ $=180$
7 $15$ $\le 10^9$ $\le 10^4$ $=180$

特殊性质 A:保证直线 $L$ 是由 $y = \frac{a}{b}x$ 向上平移至多 $\frac{1}{2b}$ 得到的,其中 $0 < b \le V$。

评分方式

本题首先会受到和传统题相同的限制。例如编译错误会导致整道题目得 $0$ 分,运行时错误、超过时间限制、超过空间限制都会导致相应测试点得 $0$ 分。选手只能在程序中访问自己定义的和交互库给出的变量或数据,及其相应的内存空间。尝试访问其他位置空间将可能导致编译错误或运行错误。

当你在每次 Find 调用中,程序调用的 query 函数次数不超过 limit,且返回的 $L'$ 均满足题目描述中的条件,即通过该测试点,否则该测试点不通过。只有你通过一个子任务的所有测试点时,才能获得该子任务的所有分数。

选手不应通过非法方式获取交互库的内部信息,如试图与标准输入、输出流进行交互。此类行为将被视为作弊。