news 2026/10/9 9:02:58

杭电OJ 2036~2045刷题攻略:贪心、递推与计算几何入门

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张小明

前端开发工程师

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杭电OJ 2036~2045刷题攻略:贪心、递推与计算几何入门

1. 为什么是2036~2045:这道题号区间的含金量

如果你在杭电OJ(HDU Online Judge)上刷过题,大概率见过这个区间。对很多老ACMer来说,2036到2045这段题号,几乎就是“大一入门必刷清单”的代名词。我的记忆里,每年暑假集训队招新,学长给新人的第一张题单上一定有这几道,它们不像后面的难题那样劝退,但也绝不是随便写几行循环就能糊弄过去的水平。

先说结论:2036~2045是一个难度曲线设计得很讲究的题号区间。它的核心特点是“数学思维为主、代码量不大、陷阱隐藏得很深”。比如2036“改革春风吹满地”考的是多边形面积,2037“今年暑假不AC”考的是贪心,2045“不容易系列之(3)—— LELE的RPG难题”考的是递推。你可以明显感觉到,这些题考察的不是你会不会背某个算法模板,而是你能不能把题目描述转化成数学表达式,再用代码实现出来。

这个区间适合谁?我的建议是:刚学完C语言循环、数组、函数,准备进入算法竞赛门槛的新手,尤其是大一、大二学生。你要是能独立把这十题全部AC,基本说明你具备了“读懂题目、分析规律、处理边界、调试程序”的完整闭环能力。这也是为什么很多集训队面试会直接拿这个区间来筛人的原因。

有意思的是,这十道题虽然没有一道需要高级数据结构,但几乎每一道都有让新手“当场去世”的细节。有的题目数据是浮点数,有的是多组输入直到EOF,有的递推关系你得列到第10项才能发现规律。所以这区间刷下来,收获的不仅仅是十次AC的快乐,更是一整套“竞赛题该怎么读、怎么想、怎么避免踩坑”的方法论。

下面我把每一道题的核心思路、关键陷阱和实操细节逐一拆开讲。这不是题解的简单罗列,而是把我当年刷这些题的思考过程、踩过的坑、以及后来带新人时反复强调的点,全部摊开放在你面前。

2. 十道题逐一拆解:思路、陷阱、小技巧

2.1 2036 改革春风吹满地:多边形面积的几何直觉

这道题是我当年在这区间里卡得最久的之一,不是因为它难,而是因为我当时不知道“叉积”这个工具。题目要求计算一个简单多边形的面积,顶点坐标按顺序给出,有的还带小数。常规思路是把它分割成三角形,但如果你真的去一个个算三角形的底和高,那不仅麻烦,而且浮点误差大得离谱。

正解是利用向量叉积的几何意义:平面上任意三点A、B、C构成的三角形面积,等于向量AB和向量AC叉积的绝对值的一半。对于一个顶点按顺序排列的多边形,把第一个点当作基点,依次和其他相邻两点组成三角形,把所有叉积相加,最后取绝对值的一半就是总面积。为什么能直接叠加?因为叉积本身是有符号的,凸多边形的叉积同号,凹多边形的叉积有正有负,而求和的结果恰好自动抵消了凹进去的部分。这一点很关键,但我在当时完全没意识到,只记得“这样算出来是对的”。

实操上有几个细节必须注意:

  • 顶点坐标用double存储,不要用int,因为题目坐标可能不是整数。
  • 叉积求和的公式是sum += x1 * y2 - y1 * x2,注意下标循环时最后一个点要绕回起点。
  • 输出的格式要求是保留一位小数,用%.1lf,我见过不少人忘了格式导致Presentation Error。

提示:如果这道题你看到“面积”两个字就直接套海伦公式,恭喜你,你已经踩进了精度陷阱。海伦公式在边长相差很大时误差很明显,而叉积法几乎不会出这个问题。

2.2 2037 今年暑假不AC:贪心的第一个里程碑

2045之前真正让新手体会“算法思想”的题,就是这道。它的经典程度不用多说,几乎每一本讲贪心的入门书都会拿它当例题。题目大意是你有一堆电视节目区间,每个节目有开始时间和结束时间,问你最多能完整看完多少个节目。

贪心策略是:按结束时间从小到大排序,优先选结束早的节目,然后从它结束的时间点继续找下一个开始时间不冲突的节目。这个策略的正确性证明其实很有意思——任何最优解的第一个节目,都可以被替换成“结束时间最早”的节目而不使结果变差,因为替换后留下的剩余时间只会更多。用数学归纳法可以严格证明,但我当年做题时只记了结论,后来带新人才认真推了一遍。

这道题有一个很容易忽略的点:节目的开始时间可以为0,结束时间也可以很大,所以时间轴的边界要处理干净。排序用结构体比较方便,直接用一个二维数组做冒泡排序也能过,数据量不大。但如果你用C语言写,排序的交换一定要把整个结构体整体交换,别只换了开始时间或结束时间,这种低级错误在OJ上会体现为“答案错误”而不是“编译错误”,排查起来很浪费时间。

2.3 2038:容易被忽略的一道基础题

2038在区间里的存在感相对低一些,但它代表的一类“纯模拟”题型很重要。很多新手刷题有个坏习惯:只看难度标签,觉得简单的跳过,难的不敢碰。但2038这种题恰恰是锻炼“把自然语言翻译成代码逻辑”的最好素材,它不考算法,就考你能不能老老实实把题目的模拟过程写对。

我的建议是,2038这类题你不要追求“优雅解法”,要追求“一次写对的能力”。比如变量初始化位置对不对、循环边界是小于还是小于等于、遇到特殊情况是否提前跳出,这些习惯都是在刷这类题时养成的。如果一道模拟题你交了三遍才过,别灰心,这才是常态。

2.4 2039 三角形:别被“判断三角形”四个字骗了

这题代码量不超过十行,但它坑了无数人。原因是题目要求输入三条边判断能否构成三角形,但输入数据可能是浮点数,可能顺序不固定,可能边长接近边界值。我看到过很多人在论坛上问:“为什么我判断a+b>c就是过不了?”

关键不在于逻辑,而在于两件事:

  • 要用double读入三条边,不要用int。题目没说边是整数,你一用int,浮点数据直接被截断,边界情况必炸。
  • 判断覆盖所有排列顺序。如果你只写了a+b>c,没对三条边做排序或穷举,那最长的边在c的位置时逻辑是对的,一旦最长边在a的位置,同样的三条边就会判错。

所以稳妥写法是先把三边排个序,让a <= b <= c,然后只判断a + b > c一次,顺便还能用c - b < a避免浮点误差导致的边界误判。这道题让我学会了一个很重要的习惯:涉及浮点数比较时,尽量转成差值与0的比较,或者用容差处理,别写等号。

2.5 2040 亲和数:约数计算的优化意识启蒙

2040是教你“不要真的从1循环到n去求约数”的第一课。题目让判断两个数是否是亲和数,所谓亲和数就是a的所有真约数之和等于b,且b的所有真约数之和等于a。我第一次写的时候从1循环到a/2,交了发现也能过,因为数据范围不大。但如果你把这种习惯带到后面的题里,比如2041那种递推,就会体会到什么叫“复杂度爆炸”。

虽然2040的数据范围让暴力也能过,但我还是建议你练习一下优化版:枚举到sqrt(n),每找到一个约数就同时算上它对应的另一个约数。这样你能顺便学会“根号优化”这个以后高频使用的技巧。另外注意,真约数不包括自身,所以循环从1开始,并且约数成对时别把重复的加两次——比如n=16时,4是平方根,只能加一次。

2.6 2041 超级楼梯:递推思维的第一次正面交锋

2041算是一道递推基础题。题目是一段楼梯共有M级,每次可以走一级或两级,问走到第M级有多少种走法。这个问题的递推公式是f(n) = f(n-1) + f(n-2),本质就是斐波那契数列。但很多人第一次看到会陷入“枚举法”的误区,试图把所有路径一条条列出来,M稍微大一点就直接爆。

关键认知是:你不需要关心每一步具体怎么走的,只需要关心“最后一步是从哪一级跨上来的”。走到第M级,要么从M-1级走一级上来,要么从M-2级走两级上来,所以方案数是两者之和。这种“倒推过去”的思维方式,是递推题的核心。以后遇到所有递推题,第一步一定是问自己:当前状态可以由哪些前置状态转移过来。

实现层面,M的范围通常不大,用long long存结果即可,甚至不需要用数组,三个变量滚动更新就行。但注意递推起点f(1)=1, f(2)=2,不要写成f(0)=1然后一路推到M,那样看起来对,但边界很容易错。

2.7 2042 不容易系列之二:递推里的“反向计算”

2042这道题很多人的第一反应是设变量然后正向模拟,但题目“过收费站交钱翻倍”的过程是逆着叙述的,你会发现正向模拟很容易绕晕。这种题型的通用解法是从终点倒推回起点,每次做逆运算。

举个例子,题目大概是说有一类收费站规则,每次过站交一定费用后剩余的钱再翻倍之类,最后问一开始有多少钱。如果你顺着题目给的顺序去算,每个“翻倍”之后还要判断“交的钱够不够”,容易漏掉状态。反过来,从最后剩余的1块钱出发,每一步做“除以2再加上交的费用”,逻辑就顺畅得多。

这题的教训很实用:当题目描述的过程是正向的,但问你初始状态时,优先考虑倒推。算法竞赛里很多递归、递推题目都是这种套路,练好倒推思维,后面做“约瑟夫环”“猴子选大王”之类的题会轻松很多。

2.8 2043 密码:字符分类统计的边界处理

2043考的是字符串处理,题目要求判断一个密码是否符合特定规则,比如长度范围、字符种类数量条件。这题本身不难,但它是区间里少有的“读入带空格的字符串”相关题目。如果你用scanf("%s")去读,遇到空格就断了,大概率会WA。

所以核心点在于:

  • 如果密码可能包含空格,用gets或者getline读入整行,但注意前面的换行符要吃掉。
  • 遍历字符串时对每个字符做ASCII范围判断,分别归为大写、小写、数字、其他符号四类。
  • 统计完成后,根据题目要求的“至少包含几类字符”和长度限制输出YES或NO。

这题的坑主要在“其他符号”的处理上。很多人只判断了前三种,忘了题目里可能要求“除了字母数字以外的符号也计入一类”。所以读题时一定注意“字符种类”是三种还是四种。另外,字符串长度可能包含末尾的\0,不要拿strlen去和数组容量比较,要拿它和题目要求比较。

2.9 2044 一只小蜜蜂:递推的一次实际应用

2044同样是一个递推问题,背景是蜜蜂从某个编号格子爬向目标格子,只能沿特定方向移动,问一共有多少种路线。其实它本质也是斐波那契数列的变体,但比2041多了一点:不是从固定起点开始,而是任意两个格子之间。

这就意味着你不能套f(1)=1,f(2)=2的固定公式,而是要根据起点和终点计算“相差的步数”,然后求对应的斐波那契值。如果把起点终点都映射到一条直线上,问题就退化成“从第一格到第n格的走法”。很多人在这里犯错是因为没有做坐标换算:起点不是1,终点不是M,直接套递推公式,结果偏一位。

实操上,建议先把起点、终点的编号做差,得到距离,然后打一个表存斐波那契数列的前几十项。注意结果可能比较大,用long long存,别用int。这类“换了个背景的递推题”,本质是告诉你:递推不只是数学公式,它是在描述状态转移过程,背景信息需要你先抽象成状态。

2.10 2045 不容易系列之(3)—— LELE的RPG难题:递推加特殊约束

2045是这个区间里公认思维含量最高的一道题,也是很多人第一次接触“带约束的递推”或者“环形排列”类问题。题目背景是n个格子排成一排,三种颜色涂色,相邻格子颜色不同,而且首尾颜色也不同,问有多少种涂法。

第一步要意识到:首尾颜色不同这个要求,把问题从“线性排列”变成了“环形排列”的边界约束。如果只是线性相邻不同,那就是简单乘法原理:首格3种,后面每格2种,一共3 * 2^(n-1)种。但首尾颜色也必须不同,直接乘就会多出一堆首尾相同的情况。

递推的关键思路是分两类讨论。假设前n-1个格子已经满足相邻不同且首尾不同,那么第n个格子只能涂一种颜色(因为要同时和n-1格不同、和首格不同)。但如果前n-1个格子的首尾是相同的,那第n个格子反而有两种涂法。所以你设两个状态分别表示“首尾相同”和“首尾不同”的方案数,然后建立状态转移。

具体推导一下:

  • 用same[n]表示长度为n、首尾颜色相同的合法涂法数,diff[n]表示首尾颜色不同的合法涂法数。
  • 考虑在长度为n-1的基础上在末尾加一格,末格颜色取决于倒数第二格和首格的约束。
  • 最终答案是diff[n]。

这个分类思想非常值得反复咀嚼,因为后面你会遇到更多“有附加条件的递推”,比如环形染色、不相邻问题等,通用的手段就是引入多个状态变量,写状态转移方程,甚至可以写成矩阵快速幂。一道2045,可以说是递推从“套公式”到“自己设计状态”的转折点。

3. 从读题到AC的完整实操流程:一个可复制的做题方法论

这一节不针对某一题,而是把刷2036~2045这类区间题时,我个人验证过无数遍的完整流程分享出来。这个过程写下来很朴素,但你对每一道题都走完一遍,效率会明显提高。

第一步,读题三遍。不是夸张,是真读三遍。第一遍看整体:输入是什么、输出是什么格式。第二遍看边界:数据范围多大、是否多组输入、坐标是否可能为负、有没有浮点数。第三遍找陷阱:题目描述里有没有“不保证按顺序”“可能包含”这类关键词。做完这三件事再动手写代码,能减少80%的无效提交。

第二步,动手推演一个小样例。用题目给的样例不够,你要自己构造一个更小的特例,比如n=3、4,或者在纸上画一个多边形,把叉积手算一遍。这一步看起来浪费时间,但能真正暴露你对题意的理解偏差。我见过太多人代码逻辑“应该对”,但因为一开始题目理解错,白折腾半小时。

第三步,编码时坚持“先搭框架后填细节”。先写主函数结构:读入、循环、核心函数,再往里填算法逻辑。这样即使中途发现思路不对,改起来也快。尤其在2045这种递推题里,建议把状态数组的推导过程先用注释写在代码上方,边写边对照。

第四步,自测极端数据后再提交。训练营里很多新人交题前只测样例,样例过了就交,结果WA了完全懵。实际上你只需要再多测三种情况:最小值、最大值、特殊情况。比如2036的三角形退化成一条线,2041的M=1,2043的空字符串。这些数据不在样例里,却能让你代码里的低级缺陷现出原型。

一个完整的做题时间分配建议是这样的:读题思考占40%,编码占30%,调试测试占30%。很多人反过来了——题目没想明白就急着敲键盘,结果调试占70%。这不是熟练度问题,是习惯问题。

4. 新手最容易踩的坑:我从这十道题里总结的排查经验

刷完2036~2045,有几类错误几乎所有人都会遇到,这里统一整理出来,方便你对号入座。

错误类型具体表现排查思路
读取格式错样例能过但WA检查%lf和%f是否混用,检查多组输入时是否漏了EOF判断
数据类型溢出大数据时结果变负数检查int是否应为long long,尤其递推题
边界少处理n=1、m=0时逻辑崩练习在每个题里主动补一个最值的测试样例
浮点精度判断等于/大于时出错把a+b>c改成c-b<a,避免减法消去误差
排序交换不完整结构体只交换了一个字段排序时整体交换,或直接用qsort/sort

先说多组输入。杭电OJ很多题目都是“多组测试数据,以EOF结束”,这是新手最容易懵的地方。正确写法是while(scanf("%d", &n) != EOF),在C++里也可以用while(cin >> n)。如果你少写了这个循环,往往只能过第一个样例,或者一直等输入导致超时。这在2036到2045的区间里很常见,尤其2036、2037、2040、2041、2043、2044都是多组输入。

再说数组大小。2044和2045需要打表,如果你把表的大小只开到50,测试数据一大就越界。更隐蔽的是,2045的状态数组下标从0还是1开始计算,直接决定递推公式能不能套对。我见过有人diff[1]=0, diff[2]=6推得好好的,换到diff[0]=0, diff[1]=3就全错,其实就是起始状态设置的问题,排查时一定要回到定义上。

还有一个很容易被忽略的坑——输出格式里的空格和换行。杭电OJ的输出判断是严格逐字符比较的,多一个空格或少一个换行都算Presentation Error。2036保留一位小数,如果你的位数不对,系统会报PE而不是WA,不要误以为代码逻辑错了。类似地,2037每种结果之间有没有空行,要看题目描述,有的题要求“每组输出后加一个空行”,有的不需要,建议写完对照样例输出逐字符核对。

最后说一个比较抽象的坑:当你在本地编译器跑通,交到OJ上却WA,第一步先怀疑你的编译器是不是对你太宽容了。比如某些旧编译器允许gets,但OJ的编译环境可能已经不支持;变量未初始化在本地可能是0,在OJ上可能是随机值。我刷这十道题时的体会就是:本地跑通只是必要条件,在OJ上“一次AC”才是真正的检验,而你唯一能做的是让自己的代码更规范、更少依赖未定义行为。

5. 这十题刷完之后,下一步该往哪走

很多人刷完2045会觉得“我是不是已经会递推了”,这个想法很危险。2041和2044的递推是“一眼就能看出来数列”,2045才开始涉及“自己设计状态”,而真正的递推动态规划,比如背包、区间DP、状压DP,远比这复杂得多。但如果你把2045的“分类讨论状态转移”吃透了,后面接触动态规划时会发现思维路径是相通的。

我个人建议的延伸路径是这样的:

  • 2041之后去刷HDU 2013、2018,巩固基础递推。
  • 2045之后去刷HDU 2064、2068,体会“带特殊条件的递推”可以变形到什么程度。
  • 2037之后去刷LYOJ或者POJ里的区间贪心,理解“排序+扫描”这个套路还能用在哪些场景。
  • 2036之后去刷凸包、点在多边形内判断这类计算几何入门题,你会发现叉积永远是最底层的工具。

不要贪多,一道题吃透,比自己闷头交十道“看了题解才AC”的题有价值得多。我在带集训队的时候经常说:100道水题堆不出一个竞赛奖,但20道题如果每一道都能讲清楚为什么这么做、什么时候不能这么做,那效果远超题海战术。

另外给一个刷题节奏的建议:这十道题不要一次性一天刷完。分成三天,每天三四道,中间穿插复盘。第一天刷模拟和几何,第二天刷贪心和字符串,第三天集中攻递推。每刷完一组,花二十分钟把代码重新看一遍,把注释补上,把当时卡住的点记在笔记里。过一周再回来重做一遍,看看能不能不查资料直接AC。这种“间隔重复”比连续刷十遍更有效。

我在实际刷题过程中的一个小习惯,最后分享给你:每AC一道题,我会在代码文件头部写三行注释,第一行是这题的核心思路,第二行是我第一次犯的错,第三行是如果用不同的方法还能怎么做。这个方法坚持一年以后回头看,那些注释比任何题解都珍贵,因为它记录的是你自己的思维漏洞,而不是网上的标准答案。刷完2036到2045,如果你能在每个文件里写下这行注释,就不虚此行。

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