1 条题解

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    @ 2026-5-6 15:51:17

    感谢来自上一篇题解的大佬 rui_er 的指教!

    弦的平行

    观察题目给出的两个圆形示例。
    在这两个圆形中,所有共 2N2N 个琴钉连接的 NN 条弦线都互相平行。

    规律

    试试在图中找找规律,可以发现:在这个顺时针均匀编号的圆中,两条弦线的左右端点的编号(设其为第 11 条弦 a1,b1a_1,b_1,第 22 条弦 a2,b2a_2,b_2),如果满足 (a1+b1)(a2+b2)(mod2N)(a_1+b_1)\equiv(a_2+b_2)\pmod{2N},且 ((a1+b1)mod(2N))\big((a_1+b_1)\bmod(2N)\big) 为奇数,那么这两条线平行。

    注:如果 ((a1+b1)mod(2N))\big((a_1+b_1)\bmod(2N)\big) 是偶数,就会出现自测样例 44 的情况。
    简洁地说,调整后必然会存在恰好 22 条弦,它们各自的两个端点相邻,这时它们各自的端点编号之和就都是奇数,那么其它的也必须是奇数(因为模 2N2N(偶数)同余)。

    表示方法

    为了方便表示,规定 F(x,y)=(x+y)mod(2N)F(x,y)=(x+y)\bmod(2N)

    规律应用

    此时我们可以设第 ii 条弦有一个“弦值” Di=F(ai,bi)D_i=F(a_i,b_i)
    我们的终极目标就是通过移动弦的端点使所有 DiD_i 相等(这样它们就都平行了)。

    此处用到贪心策略,步骤如下。

    1. 求出所有 DiD_i
    2. 统计这些 DiD_i 的出现次数。
    3. 求出出现次数最多的 DiD_i,规定这个 DiD_i 为“最好值”,用 bestbest 记录。 如果出现多个 DiD_i 出现次数相同且都是最多,那么任意选择 11DiD_i 作为 bestbest 值。
    4. 把其它所有 DibestD_i\not=best 的弦都进行挪动操作,使其符合 Di=bestD_i=best。这些弦都要挪动恰好一次,所以要最大化 bestbest,这样一来挪动的弦的数量就会尽可能小,即 KK 尽可能小。

    细节:特殊判断

    根据上文内容,所有 DiD_i 最后都要被调整为奇数,所以 bestbest 也必须是奇数。
    那么,对于类似自测样例 44 的情况,所有 DiD_i 初始都是偶数,就需要特别规定 bestbest 为某个奇数(例如 11)。

    KK 的值

    循环检查,从 11NN,如果 DibestD_i\not=best,就说明这条弦需要被挪动,KK 增加 11。最后求出 KK,输出。

    KK5050 分代码

    注:题目的 SPJ 疑似与题面描述不符,这份代码可能被误判为 00 分(这份部分分代码没有错误,因为它参与到了之后的 AC 代码中)。

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N = 1e5+5;
    
    int n, maxi;
    struct Wire{
        int x, y, sum = 0, id;
    }a[N];
    map <int, int> p;
    
    int main(){
        cin >> n;
        for(int i=0; i<n; i++){
            cin >> a[i].x >> a[i].y;
            a[i].sum = (a[i].x + a[i].y) % (n*2);
            if(a[i].sum % 2) 
                p[a[i].sum]++,
                maxi = max(maxi, p[a[i].sum]);
            a[i].id = i;
        }
        
        int best;
        for(int i=0; i<n; i++)
        	if(p[a[i].sum] == maxi) 
    	    best = a[i].sum;
        if(best % 2 == 0) best = 1; // 特判 
    
        int k = 0;
        for(int i=0; i<n; i++)
            if(a[i].sum != best) k++;
        cout << k;
    }
    

    模拟:挪弦与挪弦顺序

    这部分内容,要求我们必须要找到正确的挪弦顺序,否则不可能 AC。

    规定已知 xx 时,xx' 能使其满足 F(x,x)=bestF(x,x')=best
    反推可以得到 x=(best+2Nx)mod(2N)x'=(best+2N-x)\bmod{(2N)}

    规定 ok(x)=1ok(x)=1 表示 xx 已经找到了其对应的 xx'ok(x)=0ok(x)=0 则表示没有找到。

    以下两种顺序被验证是错误的,但这是一种思维的过程如果各位大佬觉得浪费时间也可以直接跳到结论。

    一、先看 aa 再看 bb

    先来考虑一种最简朴的挪动顺序:从 11NN 遍历,如果当前的 Di=bestD_i=best,不用继续考虑。
    反之,需要考虑挪动这条弦。

    先考虑 aa,如果 ok(a)=ok(a)=0ok(a)=ok(a')=0,就将 aaaa' 连在一起,并直接考虑下一条弦。

    这种考虑顺序被证明是错误的,可以参考第 44 个自测样例。

    6
    3 9
    7 5
    10 2
    0 6
    1 11
    8 4
    

    假设这组样例的 best=1best=1,那么这种顺序会导致考虑编号为 55 的弦(1 11)时出现 ok(1)=ok(0)=1,ok(11)=ok(2)=1ok(1)=ok(0)=1,ok(11)=ok(2)=1 的情况,即都已经被连过了,无法继续考虑。

    以下是这种考虑顺序对应的代码(为缩短文章长度,仅展示部分代码,不含求 KK 部分)。

    for(int i=0; i<n; i++){
        if(a[i].sum == best)
        	continue;
            	
        // x连接y 变成 x连接xx 或 y连接yy 
        int x = a[i].x, y = a[i].y;
        int xx = (best+n*2 - x) % (n*2),
            yy = (best+n*2 - y) % (n*2);
            		
        if(!ok[xx]){ // 优先考虑:如果x连接xx可以 
            ok[x] = ok[xx] = 1;
            cout << i << ' ' << y << ' ' << xx << '\n';
        }
        else if(!ok[yy]){ // 否则如果y连接yy可以
          	ok[y] = ok[yy] = 1;
          	cout << i << ' ' << x << ' ' << yy << '\n';
        }
    }
    

    如果将这份代码加入求 KK 的部分,测试自测样例 44,会得到如下结果。

    6
    0 9 10
    1 5 6
    2 10 11
    3 6 1
    5 4 5
    

    是的,面对编号为 44 的弦出现的前文提到的矛盾情况,我们的考虑顺序无法处理,所以没有输出

    二、dfs 确定连接顺序

    开头同理。

    在接下来的处理中,首先进入一层 dfs(i),如果 ok(ai)=ok(ai)=0ok(a_i)=ok({a_i}')=0,可以将它们更新为 11,即连接,并进入下一层 dfs dfs(i+1)
    如果 i=ni=n,输出答案,退出。

    如果遇到刚才提到的“都被连接”的问题,再返回(改进部分)。

    显然这个写法是正确的但必然超时

    以下给出 dfs 部分的代码,如果补全可以得到 3030 分,其余测试点会超时。

    void dfs(int i){
    	if(i == n){
    		for(int i=1; i<=cnt; i++)
    			cout << ans[i].id << ' ' << ans[i].s1 << ' ' << ans[i].s2 << '\n';
    		exit(0);
    	}
    	if(a[i].sum == best)
    		dfs(i + 1);
    		
    	int x = a[i].x, 
    		y = a[i].y;
    		
    	int tx = match(x),
    		ty = match(y);
        
    	if(!ok[x] && !ok[tx]){
    		ok[x] = ok[tx] = 1;
    		ans[++cnt].id = i, 
    		ans[cnt].s1 = y, ans[cnt].s2 = tx;
    		// cout << ans[cnt].id << ' ' << ans[cnt].s1 << ' ' << ans[cnt].s2 << '\n';
    		dfs(i + 1);
    		ok[x] = ok[tx] = 0;
    		--cnt;
    	}
    	if(!ok[y] && !ok[ty]){
    		ok[y] = ok[ty] = 1;
    		ans[++cnt].id = i, 
    		ans[cnt].s1 = x, ans[cnt].s2 = ty;
            // cout << ans[cnt].id << ' ' << ans[cnt].s1 << ' ' << ans[cnt].s2 << '\n';
    		dfs(i + 1);
    		ok[y] = ok[ty] = 0;
    		--cnt;
    	}
    	return;
    }
    

    三、“集体考虑”(正确顺序)

    在尝试了两种错误顺序之后,我们终于迎来了正确的部分。

    我们的第 11 种考虑顺序虽然无法 AC,但是可以得到 3030 分并通过第 131\sim3 自测点,所以我们不妨来观察第 44 自测点的输出,并分析其考虑顺序。

    6
    3 6 1
    4 1 2
    2 2 3
    0 3 4
    5 4 5
    1 5 6
    

    看这个输出,我们可以发现规律:2(K1)2\sim (K-1) 行中,第 ii 行的第三个数等于第 i+1i+1 行的第二个数。

    注意:输出的各行顺序是可以调整的,所以我们发现的规律不一定是正确思路。
    但这个规律也确实是一个可以尝试并且能够 AC 的代码(经尝试确认)。

    AC 思路结论

    详细解释这个顺序。

    定义“集体”:如果若干条弦只需要相互交换端点位置,就可以让这些弦的 D=bestD=best,那么就认为这些弦时一个集体。
    显然,总共 KKDbestD\not=best 的弦,可以被划分为至少 11 个集体。

    解释定义

    我将使用自测样例解释“集体”。

    自测样例 1,3,41,3,4 中,所有 KK 根需要被挪动的弦在同一个集体。
    自测样例 22 中,如果第 00 根弦不动,那第 1,41,4 根弦是同一个集体,第 2,32,3 根弦是同一个集体。此时出现了 22 个集体

    大致思路

    从任意一根弦出发,如果这根弦的 DbestD\not=best,就通过挪动,将这根弦以及它的集体全部符合 D=bestD=best,然后再去考虑其他集体的其他弦(如果只有 11 个集体,就完成了题目全部要求;如果有多个集体,就要考虑各个集体)。

    具体步骤

    1. 首先任意考虑一根弦(设其端点为 (a1,a2)(a_1,a_2)),调整 a1a_1 这个端点,让这根弦的端点变成 (a2,a2)(a_2,{a_2}'),成功。
    2. 如果 a2{a_2}' 位置原来有一根弦(设其端点为 (a2,a3)({a_2}',a_3)),调整 a2{a_2}' 这个端点,让这根弦的端点变成 (a3,a3)(a_3,{a_3}'),成功。
    3. 重复第 22 步,让端点为 (ai1,ai)({a_{i-1}}',a_i) 的弦变成 (ai,ai)(a_i,{a_i}'),让所有弦都成功。
    4. 反之,对应第 22 步,如果 ai1{a_{i-1}}' 挪到的 ai{a_i}' 位置原来没有弦,就说明不需要再调整 ai{a_i}' 位置之前连接的弦了,这个循环模拟就暂时中断了,也就是说明这个集体都已经符合 D=bestD=best。所以退出当前循环,去寻找下一个集体,即回到第 11

    处理集体考虑完毕的情况

    观察自测样例 22

    5
    0 1
    3 2
    4 5
    6 7
    9 8
    

    可以使用 pos(i)pos(i) 记录第 ii 个位置连接的弦的编号。
    pos(i)=1pos(i)=-1 表示这个位置不连接任何弦。

    按照思路 best=1 or 3 or 5 or 7 or 9best=1\ or\ 3\ or\ 5\ or\ 7\ or\ 9。不妨设 best=7best=7
    如果按照刚才提到的顺序,模拟其过程。

    a1=0,a2=1pos(a1)=1a_1 = 0, a_2 = 1\\ \therefore pos(a_1) = -1 $${a_2}' = 6, a_3 = 7\\ \therefore pos({a_2}') = pos(a_2)\\$$a3=0,a4=1pos(a3)=1{a_3}' = 0, a_4 = 1\\ \therefore pos({a_3}') = -1

    最后得到:pos(a3)=1pos({a_3}')=-1 说明 a3{a_3}' 现在不连接任何弦,无需继续考虑。
    也说明这个集体已经全部符合 D=bestD=best,退出循环,去考虑下一个集体。对于本测试点,所有集合都考虑完毕。

    现在,我们只需要将刚才这个循环模拟、判断集体是否考虑完毕的过程编写成代码就可以了。

    代码

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N = 1e5+5;
    
    int n, maxi, k, best, a[N][2], d[N];
    map <int, int> t, pos;
    map <int, bool> ok;
    
    int match(int x){ // 已知x, 求x' 
    	return (best + n*2 - x) % (n*2);
    }
    
    int main(){
    	ios::sync_with_stdio(0);
    	cin.tie(0);
    
        cin >> n;
        for(int i=0; i<n; i++){
            int x, y; cin >> x >> y;
            a[i][0] = x, a[i][1] = y;
            pos[x] = pos[y] = i; // 所在绳子的编号 
            
            d[i] = (x + y) % (n*2); 
            if(d[i] % 2) 
                t[d[i]]++,
                maxi = max(maxi, t[d[i]]);
        }
        
        for(int i=0; i<n; i++){
        	if(t[d[i]] == maxi) 
    			best = d[i];
        }
    	if(best % 2 == 0) best = 1;
    
        for(int i=0; i<n; i++)
            if(d[i] != best) k++;
            else ok[i] = 1;
        cout << k << '\n';
    
        // 这部分很复杂, 很重要
        for(int i=0; i<n; i++){
        	if(!ok[i]){ // 如果第i根绳子及其集体没有被考虑. 
        		 int s = i, o = 0;
        		 // 接下来一直考虑第s根绳子. 
        		 while(1){ // 集体考虑完毕时退出.
        		 	int u = a[s][o];
        		 	int v = match(u);
        		 	int s2 = pos[v]; // v原来在s2绳子上
        		 	// 第s1根绳子的非u端连到v上去.
        		 	cout << s << ' ' << a[s][o^1] << ' ' << v << '\n';
        		 	ok[s] = 1; // u所在的s绳子ok了. 
        		 	
        		 	pos[v] = s; // v点现在和u都在s上, u <-> v.
        		 	pos[a[s][o^1]] = -1; // u所在的s绳子的原端点o^1现在没有绳子.
        		 	
        		 	// v点原来没有任何绳子, 当前集体考虑完毕, 结束.
        		 	if(s2 == -1) break; 
        		 	
        		 	s = s2; // v原来在s2绳子上, 现在去继续考虑s2.
        		 	if(a[s2][0] == v) o = 1;
        		 	if(a[s2][1] == v) o = 0; // else.
    			 }
    		}
        }
        return 0;
    }
    
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