脳log[20210313] パナソニックプログラミングコンテスト（AtCoder Beginner Contest 195）＼F 問題 Coprime Present

最終更新: 2021-03-15T22:56+0900

♪ [AtCoder] パナソニックプログラミングコンテスト（AtCoder Beginner Contest 195）＼F 問題 Coprime Present

本日の ABC。１時間かけて ABCD の４完で、残り40分考えて E 問題が解けずに終わった。ゲーム問題苦手。勝ち筋とか必勝法とか、さっぱり見えない。「自分はこの、先攻後攻が決まった瞬間に勝ち負けが見えるゲームを、きっと楽しくプレイできるんだろうなあ。」

本番中に E 問題が行き詰まっている最中に F 問題をタイトルだけチラ見していた。Coprime の単語が見えた瞬間にあきらめた。別の問題だけど先々月に「Coprime はまた解けなかった。」 完全に苦手意識を持っている。素数とか見たくない。

 提出 #20911347 (TLE×19 / AC ×17)

割と大きめのサンプル３が通ったのでいけると思ったが TLE だった。

考えたことを順番に。

1. 制約「B−A≤72」があからさまな弱点。
2. A と B 自体は 10^{18} になりうる大きな数なので、互いに素をどのように確かめるか。
3. 72 以下の素数で割ってみればいい。
4. [A,B] の区間から作ってはいけないペアが列挙できたが、これを 2^{B-A+1} 通りの組み合わせからどう除外するか。
5. (迷走) ペアの左側をマージしたビット列とペアの右側をマージしたビット列を用意して、全 2^{B-A+1} 通りを振り分けよう……実行が終わらない。
6. (迷走) ペアを併合したグループを使って解けないか……解けない。
7. 愚直にカードを１枚ずつ引いて、使う場合と使わない場合で深さ優先探索を……これがさっきの TLE 提出。

 提出 #20911691 (AC / 357 Byte / 221 ms / 14628 KB)

このとき(緑diff精進３問)解いた問題の１つが「ABC 115 D - Christmas」なんだけど、素直に問題の通りに書いた最初の版が明らかに TLE を免れなくて、ださいけど if を使って２回の再帰呼び出しを１回に節約するパスを追加することで AC になっていた。

倍倍ゲームになりうる再帰構造には特別な警戒が必要だということと、それが反転したときに改善効果が劇的だということを学んでいた。今回も最後の lambda F に２行追加して AC。

 「(迷走) ペアを併合したグループを使って解けないか……解けない。」

たぶんグループの作り方が間違っていた。二次ペア三次ペアと芋づる式に相互グループを作るのでなく、それぞれの数ごとに一次ペアのグループを作って、そのサイズでクラス分けをすれば、計算で答えが求まったのではないか。計算の材料にする数字が誤っていたから求まらなかったのではないか。いやでもそのクラスには公倍数の情報が抜けてるのか……。

 「72 以下の素数で割ってみればいい。」

組み合わせた結果をフィルタリングするよりも、フィルタリングした結果を組み合わせるべきだったのではないか。SQL がそうでしょう？ JOIN する前に WHERE で絞るべきなんだ。WHERE に似ていても HAVING では遅いんだ。

全探索がダメでもある種の探索が許されていたあたり、今日の制約には優しさが感じられるなあ。

これに関連した @kyopro_friends さんのツイートを考えていた。

競技プログラミングをするフレンズ @kyopro_friends

アライグマ「F問題は、COLOCON2018C『すぬけそだて――ごはん――』の難しい版なのだ！　gcd(x,y)=gcd(x-y,y)≦|x-y|だから、72以下の素数の倍数が重複しないようにすればよくて、どの素数の倍数をもう使ったかでbitDPすればいいのだ！」

「gcd(x,y)=gcd(x-y,y)≦|x-y|」ってつまり……

• 10000 と 10010 のように近接した２数があるとき、その公約数が 10000 近辺にあることはないのだなあ。
• 大小２つの数とその差(正の方)という３つの数があるとき、これらは GCD を共有しているのだなあ。
• x-y を繰り返して行き着く先は x%y だけど、なんだかこれってユークリッドの互除法……

というような発見があった。ものがよく見えていないと「新発見」が多い。ユークリッドの互除法まで見つけてしまった。開拓者か研究者に向いているのではないか。