簡化後題目敘述

ICPC manager 要展開一個為期 $n$ 天的企劃。總共有 $m$ 個員工,而第 $j$ 天需要恰好 $d_j$ 位員工出勤工作。此外,對於第 $i$ 位員工,他有希望的工作天數 $w_i$。 為了讓企劃順利進行,官方規定: 1. 每一位員工每一次都連續出勤**恰好** $w$ 天,而且 2. 對於同一位員工,兩次連續出勤日之間,必須要至少間隔 $h$ 天。 ICPC manager 希望能夠做出一個排班計畫表,讓每個人的工作天數恰好是 $w_i$($w_i$ 會是 $w$ 的倍數)、出勤人數恰好符合人力需求、而且也滿足上述兩項官方規定。 請你寫一個程式找出一個可行的排班計畫。

輸入說明

第一列包含四個整數 $m, n, w, h$ ($1\le m\le 2000, 1\le n\le 2000, 1\le w, h\le n$)。第二列包含 $m$ 個整數,第 $i$ 個整數為 $w_i$(保證會是 $w$ 的倍數)。第三列包含 $n$ 個整數,第 $j$ 個整數為 $d_j$ ($0\le d_j\le m$)。

輸出說明

如果存在一個可行的排班計畫,輸出 1,否則輸出 -1。若存在一組排班計畫,那請接著輸出 $m$ 列,第 $i$ 列包含嚴格遞增的 $w_i/w$ 個整數,表示第 $i$ 位員工被安排到這些日子開始他的 $w$ 天工作期。

範例輸入

4 9 2 1
4 4 6 2
1 3 2 1 2 1 1 3 2

範例輸出

1
1 8
2 7
2 5 8
4

OJ 連結

題目出處:ICPC 2018 Asia Seoul Regional


解法

注意到每一次工作都是連續恰好 $w$ 天,這會讓題目便得非常簡單:我們可以用 Greedy 從最早的時間刷過去。每一次找到一個新的、還沒有人做的工作時段,然後挑一個人做下去連續做 $w$ 天。要挑選誰呢?最直覺的辦法就是挑選目前剩餘工作量最大的那個人。我們可以用一個 priority queue 來維護這件事情。

如此一來時間複雜度便可能達到 $O(nm + \frac{nm}{w}\log m)$,感覺上再用力一點的話,可以把 priority queue 的部份壓掉,變成 $O(nm)$、甚至更好。

參考程式碼

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
  int m, n, w, h;
  cin >> m >> n >> w >> h;
  vector<int> ws(m), d(n + 1);
  for (int i = 0; i < m; i++) {
    cin >> ws[i];
    ws[i] /= w;
  }
  for (int i = 1; i <= n; i++)
    cin >> d[i];
  vector<int> jobs;
  vector<vector<int>> schedule(m);
  int bad = 0;
  for (int i = 1; !bad && i <= n; i++) {
    if (d[i] > 0 && i + w - 1 > n) {
      bad = 1;
      break;
    }
    while (d[i] > 0) {
      jobs.push_back(i);
      for (int j = 0; j < w; j++) {
        if (--d[i + j] < 0)
          bad = 1;
      }
    }
  }

  priority_queue<pair<int, int>> s;
  for (int i = 0; i < m; i++)
    s.push({ws[i] - schedule.size(), i});
  vector<vector<pair<int, int>>> delay(n + 1);
  int now = 0;

  for (int t : jobs) {
    while (now <= t) {
      for (auto x : delay[now])
        s.push(x);
      now++;
    }
    if (s.empty()) {
      bad = 1;
      break;
    }
    auto [remain, i] = s.top();
    s.pop();
    schedule[i].push_back(t);
    if (t + w + h <= n)
      delay[t + w + h].push_back({remain - 1, i});
  }
  for (int i = 0; i < m; i++) {
    if (schedule[i].size() != ws[i])
      bad = 1;
  }
  if (bad) {
    cout << "-1" << endl;
  } else {
    cout << "1";
    for (int i = 0; i < m; i++) {
      for (int j = 0; j < schedule[i].size(); j++) {
        cout << (j == 0 ? '\n' : ' ');
        cout << schedule[i][j];
      }
    }
    cout << '\n';
  }
  return 0;
}

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