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题目要求:给出所有“居住区”
的顶点坐标和M颗卫星的坐标及其信号半径。
要求程序能够快速回答一个问题:对于每一颗卫星,它的信号完整覆盖了多少个“居住区”
?
N和M都高达10万。
如果采用最笨的办法——对于每一颗卫星,都去遍历所有N个居住区,并进行一次复杂的“完整覆盖”
判定,那么总计算量将是M*N(即10万*10万=100亿次)。
竞赛计算机的单秒处理能力约1亿次,所以计算机处理时间是100秒,但是这时间远远超过了ICPC题目通常给出的1-2秒的时间限制,而且这种解法没有技术含量,丢失了竞赛的意义。
这个解法提交上去,得到的结果一定是“超时”
(TimeLimitExceeded,简称TLE),即解答失败。
这一道题的难点不在数学思想,而是如何在计算机的能力内在短时间内解决大规模数据,这只能从算法的角度去优化,在有限的计算机运算能力之下,高效完成任务。
程明笃的队友,现在都停下了手中的动作。
因为常规解法动辄需要上千代码量,这不是体力竞赛,必须要确定思路再行动才更加有效。
“首先不可能走时间复杂度这么高的方法,远远超时。”
负责变成的队友神情有些焦灼,但是他们队伍呈现的状态还是较为稳定的。
程明笃作为队长,更是三人中最为平静的,他靠在椅背上,闭上了眼睛,手指在桌面上,无意识地、有节奏地轻轻敲击着。
那张清隽的脸上,没有丝毫的紧张,只有一种近乎冷酷的、绝对的专注。
他仿佛已经抽离了这个嘈杂的赛场,进入了一个只有纯粹的算法世界。
突然,程明笃敲击的手指停住了。
他睁开眼,那双总是深邃沉静的眼眸里,在那一瞬间,闪过了一道洞悉一切的、令人心悸的璀璨光芒。
他直接拿起白板笔,在旁边的小白板上,以一种快得惊人的速度,画出了一系列辅助线和几何模型,构建了一个所有人都没想到的、全新的坐标系。
“我们别再纠结‘面在不在圆里’,”
他的笔尖在白板上飞舞,“问题的核心,是‘最远点’。
我们要做一张‘查询地图’,把整个平面预先分割,而不是等查询来了再去计算。”
他首先运用“最远点Voronoi图”
的思想,为10万个“居住区”
,各自生成了一张“谁离我最远”
的答案地图。
他将这10万张地图叠加在一起,形成了一张包含了天文数字般信息的、极其复杂的“查询地图”
。
运用“平面点定位算法”
,为这张“查询地图”
建立了一个查询引擎。
最后,当题目给出M颗卫星的坐标时,他们要做的,只是把每一颗卫星的坐标,一个一个地输入事先建立的“查询地图”
里。
系统会瞬间告诉他,对于这颗卫星,1号居住区最远点是A,2号是B,3号是C……他们只需进行简单的距离判断,就能得出最终答案。
程明笃在白板上,用短短几十秒,清晰地勾勒出了这个堪称天马行空的、宏伟的算法框架。
他那两位同样是顶尖天才的队友,在最初的震惊过后,立刻领会了这个思路的精妙之处。
但紧接着,那个负责编码的队友,立刻指出了这个计划中最致命的、也是最现实的难题。
“思路很巧妙,但这个实现难度太高了!”
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