Динамическое программирование

Анаграммер — специальное устройство для получения из слова его анаграмм (то есть слов, записанных теми же буквами, но в другом порядке). Это устройство умеет выполнять 2 операции:

1. Взять очередную букву исходного слова и поместить ее в стек.
2. Взять букву из стека и добавить ее в конец выходного слова.

Стек — это хранилище данных, которое работает по принципу "первый пришел — последний ушел". Стек можно представить себе в виде пирамидки. Когда мы добавляем букву в стек, это соответствует тому, что на стержень пирамидки сверху мы надеваем кольцо, на котором написана соответствующая буква. Когда берем букву из стека, то это соответствует тому, что мы снимаем со стержня верхнее кольцо, и смотрим, какая буква на нем написана.

Например, слово TROT в слово TORT может быть преобразовано анаграммером двумя различными последовательностями операций: 11112222 или 12112212.

Напишите программу, которая по двум заданным словам вычисляет количество различных последовательностей операций анаграммера, которые преобразуют первое из этих слов во второе, а также находит сами эти последовательности.

Входные данные
Первая строка входного файла содержит исходное слово, а вторая — слово, которое необходимо получить. Слова состоят только из заглавных латинских букв и имеют длину не более 50 символов. Оба слова имеют одинаковую длину. В этих строках не содержится пробелов.

Выходные данные
В первой строке выходного файла должно содержаться количество последовательностей операций анаграммера, с помощью которых можно преобразовать первое слово во второе.

Если это количество не превышает 1000, то в последующих строках должны содержаться сами последовательности. Каждая последовательность должна быть выведена на отдельной строке, и состоять из цифр 1 и 2 (указывающих порядок выполнения операций), выведенных без пробелов.

В спортзале размером NxM метров построили современный аттракцион под названием "Левый лабиринт". Для этого на полу спортзала с интервалом в 1 метр начертили линии, параллельные стенам спортзала. Таким образом, спортзал разбили на NxM клеток. Дальше некоторые из этих клеток покрасили в черный цвет.

Аттракцион заключается в том, что участника ставят в некоторой клетке спортзала и просят как можно быстрее добежать до некоторой другой клетки. При этом накладываются следующие условия:

• Участнику запрещено ходить по черным клеткам.
• Придя в какую-то клетку, участник может пойти либо прямо, либо налево, либо направо (если в соответствующем направлении клетка не покрашена в черный цвет): ходить назад, а также ходить по диагонали запрещается.
• За все время пути участнику разрешается повернуть направо (то есть пойти из текущей клетки направо относительно того, откуда он пришел в данную клетку) не более K раз.
• В начальной клетке участник может встать лицом в ту сторону, в какую ему захочется. С какой стороны участник прибежит в конечную клетку также не важно.

Известно, что на то, чтобы перебежать из клетки в соседнюю, участник тратит ровно 1 секунду. Требуется вычислить минимальное время, за которое участник сможет достичь конечной клетки.

Входные данные
Во входном файле сначала записано число K — количество разрешенных поворотов направо (целое число из диапазона от 0 до 5), затем записаны числа N и M, задающие размеры спортзала — натуральные числа, не превышающие 20. Далее записано N строк по M чисел в каждой. Число 0 обозначает непокрашенную клетку, число 1 — покрашенную, число 2 — клетку, откуда стартует участник и число 3 — клетку, куда нужно добежать (клетки, помеченные 2 и 3 являются непокрашенными). В лабиринте всегда есть ровно одна начальная клетка и ровно одна клетка, в которую нужно попасть.

Выходные данные
В выходной файл выведите минимальное время, за которое можно добраться в конечную клетку. Если попасть в конечную клетку с соблюдением всех условий нельзя, выведите –1.

Однажды Юрик оказался в лесу у костра, где собрались \(n\) человек. Оказалось, что некоторые из них знакомы друг с другом. Для удобства пронумеруем людей целыми числами от \(1\) до \(n\). Обозначим как \(d_i\) количество людей, сидящих у костра, с которыми знаком \(i\)-й человек. Неожиданно оказалось, что два человека с номерами \(i\) и \(j\) (\(i \ne j\)) знакомы друг с другом тогда и только тогда, когда \(d_i = d_j\).

Вернувшись домой, Юрик задумался, какое минимальное количество пар людей могли быть знакомы, чтобы выполнялось это условие?

Формат входных данных
Единственная строка содержит одно целое число \(n\) (\(1 \le n \le 5\,000\)) — количество людей.

Формат выходных данных
Выведите одно целое число — минимальное количество пар знакомых людей.

Рассмотрим первый пример из условия. Возможны следующие варианты:

1. Любые два человека знакомы друг с другом. В этом случае количество пар знакомых людей равно \(\frac{4 \cdot 3}{2} = 6\).

2. Некоторые три человека попарно знакомы друг с другом, четвертый человек не знаком ни с кем. В этом случае количество пар знакомых людей равно \(3\).

Мэр города Урюпинска решил посадить на главной аллее города, которая проходит с запада на восток, голубые ели. Причем сажать ели можно не во всех местах, а только на специально оставленных при асфальтировании аллеи клумбах.

Как оказалось, голубые ели бывают M различных сортов. Для ели каждого сорта известна максимальная длина ее тени в течение дня в западном и в восточном направлении (W_i и E_i соответственно). При этом известно, что ели растут гораздо лучше, если в течение дня они не оказываются в тени других елей.

Координатная ось направлена вдоль аллеи с запада на восток.

По заданным координатам клумб вычислите максимальное число елей, которое можно посадить, соблюдая условие о том, что никакая ель не должна попадать в тень от другой ели.

Входные данные
Во входном файле записано сначала натуральное число M — количество сортов елей (1<M<100). Затем идет M пар чисел W_i, E_i, описывающих максимальную длину тени в западном и восточном направлении в течение дня для каждого сорта ели (числа W_i, E_i — целые, из диапазона от 0 до 30000). Далее идет натуральное число N — количество клумб, в которых можно сажать ели (1<N<100). Далее идет N чисел, задающих координаты клумб (координаты — целые числа, по модулю не превышающие 30000). Клумбы перечислены с запада на восток (в порядке возрастания их координат).

Примечание

Если на клумбе с координатой X мы посадили ель, максимальная тень которой в восточном направлении равна E, то все клумбы с координатами от X+1 до X+E–1 попадают в тень от этой ели, а клумба с координатами X+E — уже нет. Аналогично для тени в западном направлении.

Выходные данные
В выходной файл выведите сначала число A — максимальное количество елей, которые удастся посадить, а затем A пар чисел, описывающих ели. Первое число каждой пары задает номер клумбы, в которую садится ель. Второе число определяет номер сорта этой ели.

По случаю введения больших новогодних каникул устраивается великий праздничный бал-маскарад. До праздника остались считанные дни, поэтому срочно нужны костюмы для участников. Для пошивки костюмов требуется L метров ткани. Ткань продается в N магазинах, в которых предоставляются скидки оптовым покупателям. В магазинах можно купить только целое число метров ткани. Реклама магазина номер i гласит "Мы с радостью продадим Вам метр ткани за P_i бурлей, однако если Вы купите не менее R_i метров, то получите прекрасную скидку — каждый купленный метр обойдется Вам всего в Q_i бурлей". Чтобы воплотить в жизнь лозунг "экономика страны должна быть экономной", правительство решило потратить на закупку ткани для костюмов минимальное количество бурлей из государственной казны. При этом ткани можно купить больше, чем нужно, если так окажется дешевле. Ответственный за покупку ткани позвонил в каждый магазин и узнал, что:

1) реклама каждого магазина содержит правдивую информацию о ценах и скидках;

2) магазин номер i готов продать ему не более F_i метров ткани.

Ответственный за покупку очень устал от проделанной работы и поэтому поставленную перед ним задачу «закупить ткань за минимальные деньги» переложил на своих помощников. Напишите программу, которая определит, сколько ткани нужно купить в каждом из магазинов так, чтобы суммарные затраты были минимальны.

Входные данные
В первой строке записаны два целых числа N и L (1≤N≤100, 0≤L≤100). В каждой из последующих N строк находится описание магазина номер i — 4 целых числа P_i, R_i, Q_i, F_i (1≤Q_i≤P_i≤1000, 1≤R_i≤100, 0≤F_i≤100).

Выходные данные
Первая строка должна содержать единственное число — минимальное необходимое количество бурлей.

Во второй строке выведите N чисел, разделенных пробелами, где i-ое число определяет количество метров ткани, которое нужно купить в i-ом магазине. Если в i-ом магазине ткань покупаться не будет, то на i-ом месте должно стоять число 0. Если вариантов покупки несколько, выведите любой из них.

Если ткани в магазинах недостаточно для пошивки костюмов, выходной файл должен содержать единственное число -1.

На шахматной доске (8x8) стоит одна белая шашка. Сколькими способами она может пройти в дамки?

(Белая шашка ходит по диагонали. на одну клетку вверх-вправо или вверх-влево. Шашка проходит в дамки, если попадает на верхнюю горизонталь.)

Входные данные
Вводятся два числа от 1 до 8: номер столбца (считая слева) и номер строки (считая снизу), где изначально стоит шашка.

Выходные данные
Вывести одно число - количество путей в дамки.

В каждой клетке прямоугольной таблицы N×M записано некоторое число. Изначально игрок находится в левой верхней клетке. За один ход ему разрешается перемещаться в соседнюю клетку либо вправо, либо вниз (влево и вверх перемещаться запрещено). При проходе через клетку с игрока берут столько килограммов еды, какое число записано в этой клетке (еду берут также за первую и последнюю клетки его пути).

Требуется найти минимальный вес еды в килограммах, отдав которую игрок может попасть в правый нижний угол.

Входные данные
Вводятся два числа N и M — размеры таблицы (1≤N≤20, 1≤M≤20). Затем идет N строк по M чисел в каждой — размеры штрафов в килограммах за прохождение через соответствующие клетки (числа от 0 до 100).

Выходные данные
Выведите минимальный вес еды в килограммах, отдав которую можно попасть в правый нижний угол.

Треугольник Паскаля строится следующим образом. Первая строка состоит из одного числа, равного единице. Каждая следующая содержит на одно число больше, чем предыдущая. Первое и последнееиз этих чисел равны 1, а все остальные вычисляются как сумма числа, стоящего в предыдущей строке над ним и числа, стоящего в предыдущей же строке слева от него.

Входные данные
Вводится одно число N (0<=N<=30).

Выходные данные
Вывести N строк треугольника Паскаля (числа выводятся через пробел).

Люди, покупающие какие-либо билеты, часто пытаются понять, на сколько счастливый билет им попался. При этом определения счастья бывают различные. В общественном транспорте Кирова для нумерации билетов используются числа от 1 до n. Витя считает билет счастливым, если его номер делится на сумму его цифр. Помогите Вите определить количество счастливых билетов.

Входные данные
На вход подается число n (1 ≤ n ≤ 10¹²).

Выходные данные
Выведите количество счастливых билетов в диапазоне от 1 до n.

Мальчик подошел к платной лестнице. Чтобы наступить на любую ступеньку, нужно заплатить указанную на ней сумму. Мальчик умеет перешагивать на следующую ступеньку, либо перепрыгивать через ступеньку. Требуется узнать, какая наименьшая сумма понадобится мальчику, чтобы добраться до верхней ступеньки.


Входные данные

В первой строке входного файла вводится одно натуральное число 𝑁≤100 — количество ступенек.
В следующей строке вводятся 𝑁 натуральных чисел, не превосходящих 100 — стоимость каждой ступеньки (снизу вверх).

Выходные данные

Выведите одно число — наименьшую возможную стоимость прохода по лесенке.

При переработке радиоактивных материалов образуются отходы трех видов — особо опасные (тип A), неопасные (тип B) и совсем не опасные (тип C). Для их хранения используются одинаковые контейнеры. После помещения отходов в контейнеры последние укладываются вертикальной стопкой. Стопка считается взрывоопасной, если в ней подряд идет более одного контейнера типа A. Стопка считается безопасной, если она не является взрывоопасной. Для заданного количества контейнеров N
 определить число безопасных стопок.

Входные данные
Одно число 1≤N≤20.

Выходные данные
Одно число — количество безопасных вариантов формирования стопки.

Примечание
В примере из условия среди стопок длины 2 бывают безопасные стопки типов AB, AC, BA, BB, BC, CA, CB и CC. Стопки типа AA являются взрывоопасными.

При переработке радиоактивных материалов образуются отходы двух видов — особо опасные (тип A) и неопасные (тип B). Для их хранения используются одинаковые контейнеры. После помещения отходов в контейнеры последние укладываются вертикальной стопкой. Стопка считается взрывоопасной, если в ней подряд идет более одного контейнера типа A. Стопка считается безопасной, если она не является взрывоопасной. Для заданного количества контейнеров N
 определить количество возможных типов безопасных стопок.

Входные данные
Одно число 1 ≤ N ≤ 20.

Выходные данные
Одно число — количество безопасных вариантов формирования стопки.

Примечание
В примере из условия среди стопок длины 2 бывают безопасные стопки типов AB, BA и BB. Стопки типа AA являются взрывоопасными.

Определите количество последовательностей из нулей и единиц длины N (длина - это общее количество нулей и едииниц), в которых никакие три единицы не стоят рядом.

Входные данные
Вводится натуральное число N, не превосходящее 40.

Выходные данные
Выведите количество искомых последовательностей. Гарантируется, что ответ не превосходит 2³¹ − 1.

Дизайн-студия Артемия Индюкова получила заказ на разработку очень пафосного лифта для нового небоскреба. За работу взялся сам Артемий, отличающейся, кстати, редкой неадекватностью. У него есть идея-фикс: для управления лифтом достаточно четырех кнопок. Кнопки должны быть следующие:
- Поднятся на A этажей вверх
- Поднятся на B этажей вверх
- Поднятся на C этажей вверх
- Спустится на первый этаж
Изначально лифт находится на первом этаже. Пассажир лифта использует первые три кнопки чтобы попасть на тот этаж, на который он хочет. Если пассажир пытается подняться вверх на A, B или C этажей, а такого этажа в здании не существует (т.е. пассажир хочет подняться выше N-го, последнего этажа), то лифт никуда не едет.
Заказчики проекта оказались с юмором и вместе с отказом от футуристичного дизайна решили оценить адекватность Артемия по шкале от 1 до N. Оценка адеватности равна количеству этажей, на которые можно попасть с первого с помощью такого лифта. Помогите им в этом.

Входные данные
Первая строка содержит число N – высоту небоскреба (1 <= N <= 500 000).

Вторая строка содержит три числа A, B и C, задающие параметры кнопок (1 <= A, B, C <= 100 000).

Выходные данные
Выведите единственное число — оценку адекватности Артемия Индюкова.

Бегемот – это шахматная фигура, которая живет на доске размером 100x100 клеток. За один ход бегемот перемещается на n клеток по горизонтали или вертикали и на m клеток в перпендикулярном направлении. Например, шахматный конь – это бегемотик, у которого n=2, m=1 (или наоборот). Раскрасьте доску, на которой живет бегемот, в два цвета (каждую клетку – в один из двух цветов), так чтобы любой ход из любой клетки приводил бегемота в клетку другого цвета.

Входные данные
Вводятся два натуральных числа n и m, не превосходящие 99.

Выходные данные
Выведите 100 строк по 100 цифр – 1 или 0, обозначающих клетки разного цвета (через пробел).

Приехав в Хоббитанию, белый маг Гэндальф принялся рассказывать Бильбо последние новости из Средиземья. Больше всего впечатлительного хоббита поразил рассказ о Большом огромном коллайдере - только представить себе гигантских размеров кольцо, зарытое под землей!

Вдохновленный рассказом мага, Бильбо решил смастерить собственный коллайдер прямо у себя в норе. До начала строительства нора представляет собой множество комнат, причем некоторые пары комнат соединены коридорами. Как это принято у хоббитов, из любой комнаты в любую другую можно добраться по коридорам ровно одним способом.

Бильбо хочет прокопать новые коридоры в норе, но так как копать будут только Фродо и сам Бильбо (не Гэндальф же!) , есть возможность прокопать только один или два новых коридора.

После этого последовательность из нескольких комнат будет названа коллайдером. При этом должны быть выполнены следующие условия: первая комната в этой последовательности соединена коридором со второй, вторая - с третьей, и так далее, наконец, последняя комната последовательности должна быть соединена с первой. Кроме того, каждая комната может входить в эту последовательность не более одного раза.

Помогите Бильбо выбрать такие один или два новых коридора, чтобы коллайдер имел максимальную возможную длину, то есть состоял из максимального возможного числа комнат.

Входные данные
В первой строке входного файла содержится целое число n (3≤n≤100000) - число комнат в норе Бильбо.

В следующих n−1 строках содержатся по два целых числа - номера комнат, соединенных коридорами. Комнаты нумеруются от 1 до n.

Выходные данные
В первую строку выходного файла выведите максимально возможное число комнат в коллайдере.

На следующих одной или двух строках выведите пары номеров комнат, между которыми следует прокопать новые коридоры.

Если существует несколько возможных планов строительства коллайдера максимальной длины, выведите любой из них.

Примечание
В первом примере коллайдер состоит из комнат с номерами 1, 2, 3 и 4 (именно в этом порядке), во втором примере - 1, 3, 2, 4.

Олег и Сергей − мастера по свету в одном из театров. В их задачу входит управление подсветкой сцены во время спектакля. Спектакль состоит из действий, во время каждого из которых некоторые лампы подсветки должны быть включены, а некоторые выключены. В перерывах между действиями занавес закрывается, и Олег с Сергеем должны включить на сцене набор ламп, необходимый для следующего действия.

Чтобы ничего не перепутать, мастера договорились, что Олег будет только включать лампы, а Сергей только выключать.

Театральная сцена представляет собой прямоугольник W на L метров, внутри которого расположено N ламп подсветки.

Кулисы состоят из двух не связанных между собой частей − левой и правой. Левая часть кулис целиком прилегает к левой стороне сцены, а правая − целиком к правой.

Олег может перемещаться по сцене с максимальной скоростью V₁ метров в секунду, а Сергей − V₂ метров в секунду. Мастера могут находиться на сцене только в перерывах между действиями. Во время действия они могут переместиться в любую точку в пределах той части кулис, в которой они оказались перед началом действия.

Перед началом спектакля Олег и Сергей получили подробный сценарий, в котором указано количество действий M и для каждого действия свой набор ламп подсветки, которые должны быть включены. Лампы, которые не входят в этот набор, должны быть выключены. Перед первым действием Олег должен находиться в левой части кулис, а Сергей − в правой. Изначально включены лампы, необходимые для первого действия.

Задача Олега и Сергея − организовать работу так, чтобы суммарное время всех перерывов между действиями было бы минимальным.

Входные данные
На первой строке входного файла находится пять чисел − W,L,V₁,V₂ и N (1≤W,L≤50, 1≤V₁,V₂≤20, 1 ≤ N ≤ 15)− размеры сцены, максимальные скорости мастеров и число ламп подсветки соответственно.

Далее идут N строк с координатами ламп подсветки в метрах x_i,y_i (0<x_i<L, 0<y_i<W).

Следующая строка содержит число M(1≤M≤10000) − число действий в спектакле. Далее идут M строк, каждая из которых содержит число ламп подсветки, которые должны быть включены в соответствующем действии, и номера ламп подсветки. Все числа во входном файле целые.

Выходные данные
В выходной файл выведите единственное число − минимальное суммарное время перерывов между действиями в секундах с точностью 10^-5.

Требуется заполнить N элементов массива, пронумерованных числами от 1 до N (A[1]…A[N]), натуральными числами от 2 до N+1, использовав каждое число ровно один раз, так, чтобы значение каждого элемента массива делилось бы нацело на его номер (т.е. для каждого i A[i] делилось бы на i).

Напишите программу, которая для заданного N вычислит количество способов такого заполнения массива.

Входные данные
Вводится одно натуральное число N (1≤N≤60000).

Выходные данные
Выведите одно число — искомое количество способов заполнения массива.

Примечание
Массив можно заполнить единственным способом: 3 2
 

В правильном N-угольнике провели некоторые диагонали так, что он оказался разбит на треугольники. Изначально стороны N-угольника и все его диагонали черные.

Разрешается выбрать четырехугольник, в котором ровно одна диагональ, и при этом эта диагональ черного цвета (сам четырехугольник не обязан быть полностью черным) и проделать с ним следующее: заменить диагональ на противоположную (т.е. если сам четырехугольник был ABCD и в нем была диагональ AC, то она меняется на диагональ BD), после чего перекрасить стороны этого четырехугольника и новую диагональ в красный цвет.

Требуется определить, можно ли с помощью таких операций сделать так, чтобы все отрезки (т.е. стороны N-угольника и изображенные диагонали) стали красными, и не осталось бы ни одного черного отрезка. А если это возможно, то какое минимальное количество операций для этого требуется.

Входные данные
Вводится сначала число N (3≤N≤30000). Далее идет описание N–3 проведенных диагоналей. Каждая диагональ описывается двумя натуральными числами — номерами вершин, которые она соединяет. Гарантируется, что проведенные диагонали внутри N-угольника не пересекаются.

Выходные данные
Выведите минимальное число действий, необходимое для того, чтобы перекрасить весь N-угольник и все его диагонали. Если перекрасить многоугольник указанным способом невозможно, выведите одно число –1 (минус один).

Поверхность Земли в горной местности можно представить в виде ломаной линии. Вершины ломаной расположены в точках (x₁, y₁), (x₂, y₂),…,(x_N, y_N), при этом x_i<x_i+1.

Обычный горный маг находится в точке (x₁, y₁) и хочет попасть в точку (x_N, y_N). При этом он может перемещаться только пешком. Он может ходить по поверхности Земли (т.е. вдоль ломаной). А может сотворить в воздухе мост и пройти по нему. Мост может соединять две вершины ломаной: мост не может начинаться и заканчиваться не в вершине ломаной, и мост не может проходить под землей (в том числе не может быть туннелем в горе), но мост может каким-то своим участком проходить по поверхности земли. Длина моста не может быть больше R. Суммарно маг может построить не более K мостов.

Какое наименьшее расстояние придется пройти магу, чтобы оказаться в точке (x_N, y_N).

Входные данные
Вводится сначала натуральное число N (2≤N≤100). Затем водится натуральное число K (1≤K≤100) — максимальное количество мостов. Далее вводится целое число R (0≤R≤10000) — максимальная возможная длина моста. Далее вводятся координаты (x₁, y₁), (x₂, y₂),…,(x_N, y_N). Все координаты – целые числа, не превышающие по модулю 10000, для всех i от 1 до N–1: x_i<x_i+1.

Выходные данные
Выведите одно число — минимальную длину пути, которую придется пройти магу (как по земле, так и по мостам). Ответ выведите не менее чем с 5 цифрами после десятичной точки.