有关舞会的问题用队列如何解决呢?

为了促进学校男女生之间的交流,学校组织了一个“周末共舞”活动,男生和女生分别排队等待入场。每一首新曲开始,舞池中的同学都会离开场地,正在排队的同学中男生女生从队头进入相同数量,并且尽可能多的同学搭配成舞伴一起入场。每一位同学只跳舞一首曲子的长度,每首曲子长度不同。到最后一首曲子,还未跳过舞的同学们会都进入场地一起跳舞。

请输出男生队伍和女生队伍的平均等待时间分别是多少。

Input Format
第1行:N首曲目(N<=100000)

第2行:每一首曲子的长度li (li <= 10000)

第3行:整个过程将有M个人进入队列 (M<=100000)

第4~N+3行:每一行包含每一位到达同学的信息si,第一个数字代表性比:1-男,2-女;第二个数字代表到达时间ti,其中数字0视为第一首乐曲开始时恰好进入,无等待时间。到达时间不会晚于第n首曲目开始的时间。

Output Format
两个两位小数,为所有男生、所有女生的平均等待时间.

Sample Input:
2
3 5
8
1 0
2 0
1 1
1 2
2 2
2 2
1 3
2 3

Sample Output:
0.75 0.50

参考GPT和自己的思路:这个问题可以使用队列来解决。我们可以维护两个队列,一个是男生队列,一个是女生队列。每当一首新曲开始时,我们从男生队列和女生队列的队头各取相同数量的同学进入舞池,并尽可能多的搭配成舞伴。如果一个队列为空,则尽可能多地从另一个队列中取出同学进入舞池。每个同学只跳舞一曲的长度,跳完后就离开舞池,回到自己队列的队尾等待下一首曲子开始。当最后一首曲子跳完后,所有队列中剩余的同学都进入舞池一起跳舞。

为了求出平均等待时间,我们可以统计每个同学到达队伍的时间和进入舞池的时间,在从队伍中弹出时计算等待时间。这个等待时间就是进入舞池的时间减去到达队伍的时间。我们可以使用两个变量分别记录男生队伍的总等待时间和女生队伍的总等待时间,然后在最后分别除以男生队伍和女生队伍的人数即可得到平均等待时间。

代码实现时,可以使用一个结构体来表示每个同学,包含性别、到达时间、进入舞池的时间和等待时间等信息。使用两个队列分别维护男生和女生队伍,每次从两个队列队头各取相同数量的同学进入舞池,同时更新这些同学的状态。当所有同学都进入舞池后,我们可以输出男生队伍和女生队伍的平均等待时间。

这道题可以使用队列来解决。我们可以分别维护男生队列和女生队列,每次新曲开始时,从队头取出相同数量的男生和女生,尽可能多的搭配成舞伴,然后计算他们的等待时间并累加到总等待时间中。如果还有剩余的男生或女生,则继续加入队列中等待下一次舞曲开始。
具体实现可以按照以下步骤:
1. 读入输入数据,包括曲目数量、每首曲目的长度、总人数和每个人的到达信息。
2. 初始化男生队列和女生队列。
3. 遍历每首曲目,每次新曲开始时,从男生队列和女生队列中分别取出相同数量的人,尽可能多的搭配成舞伴,并计算他们的等待时间。
4. 如果还有剩余的男生或女生,则加入队列中等待下一次舞曲开始。
5. 计算男生和女生的平均等待时间,并输出结果。
时间复杂度为O(N+M),空间复杂度为O(M)。
该回答引用于gpt与OKX安生共同编写:
  • 该回答引用于gpt与OKX安生共同编写:

这道题可以使用队列来解决。我们可以分别维护一个男生队列和女生队列,每个队列里面存储已经到达但还未进入场地的同性别同学,按照到达时间的先后顺序排列。然后每次新曲开始,我们从男生队列和女生队列中各取出尽可能多的同学进行搭配,并计算他们的等待时间,统计总等待时间,最后求平均值即可。

下面是代码实现:

// 定义一个同学结构体
struct student {
    int gender;
    int time;
};

queue<student> maleQueue; // 男生队列
queue<student> femaleQueue; // 女生队列

// 其中n为歌曲数,l为每首歌曲的长度,m为总人数,students为所有同学的信息
pair<double, double> solve(int n, vector<int>& l, int m, vector<pair<int,int>>& students) {
    double waitTimeMale = 0.0; // 所有男生的等待时间
    double waitTimeFemale = 0.0; // 所有女生的等待时间
    int maleCount = 0; // 已进入场地的男生数
    int femaleCount = 0; // 已进入场地的女生数
    int maleIndex = 0; // 下一个要进入男生队列的同学的索引
    int femaleIndex = 0; // 下一个要进入女生队列的同学的索引

    for (int i = 0; i < n; i++) { // 遍历每首歌曲
        int count = min(maleQueue.size(), femaleQueue.size()); // 取出同样数量的男生和女生
        while (count--) {
            student maleStu = maleQueue.front(); // 取出男生队列中最早到达的同学
            maleQueue.pop();
            student femaleStu = femaleQueue.front(); // 取出女生队列中最早到达的同学
            femaleQueue.pop();
            waitTimeMale += i * l[maleIndex] - maleStu.time; // 计算男生等待时间
            waitTimeFemale += i * l[femaleIndex] - femaleStu.time; // 计算女生等待时间
            maleCount++; // 进入场地的男生数加1
            femaleCount++; // 进入场地的女生数加1
            maleIndex++; // 下一个要进入男生队列的同学的索引加1
            femaleIndex++; // 下一个要进入女生队列的同学的索引加1
        }

        // 将新到达的同学加入对应的队列
        while (maleIndex < m && students[maleIndex].first == 1 && students[maleIndex].second <= i) {
            maleQueue.push({1, students[maleIndex].second});
            maleIndex++;
        }
        while (femaleIndex < m && students[femaleIndex].first == 2 && students[femaleIndex].second <= i) {
            femaleQueue.push({2, students[femaleIndex].second});
            femaleIndex++;
        }
    }

    // 处理还未进入场地的同学
    while (!maleQueue.empty()) {
        student maleStu = maleQueue.front();
        maleQueue.pop();
        waitTimeMale += n * l[maleIndex] - maleStu.time;
        maleCount++;
        maleIndex++;
    }
    while (!femaleQueue.empty()) {
        student femaleStu = femaleQueue.front();
        femaleQueue.pop();
        waitTimeFemale += n * l[femaleIndex] - femaleStu.time;
        femaleCount++;
        femaleIndex++;
    }

    // 计算平均等待时间并返回
    double avgWaitTimeMale = waitTimeMale / maleCount;
    double avgWaitTimeFemale = waitTimeFemale / femaleCount;
    return {avgWaitTimeMale, avgWaitTimeFemale};
}

解决思路:

按照时间顺序,记录每个同学的到达时间,将男生和女生分别存入不同的队列中。记录每个同学进入队列的时间和离开队列的时间,以及他们的等待时间。当一首新曲开始时,将队头的男生和女生出队,计算他们的等待时间并累加到总等待时间中,然后尽可能多地组合男女同学成为舞伴,并将他们的等待时间累加到总等待时间中。最后,将剩余的同学从两个队列中依次出队,计算他们的等待时间并累加到总等待时间中。最后,根据男女生的总等待时间和队伍中的人数计算平均等待时间即可。

时间复杂度:O(MlogM),其中M为总人数。

Python3 代码:

n = int(input()) # 曲目数
song_time = list(map(int, input().split())) # 每首曲子的时间
m = int(input()) # 总人数
students = [] # 存储所有同学信息
for i in range(m):
    gender, arrival_time = map(int, input().split())
    students.append((gender, arrival_time))

male_queue = [] # 男生队列
female_queue = [] # 女生队列
male_wait_time = 0 # 所有男生的等待时间总和
male_num = 0 # 男生人数
female_wait_time = 0 # 所有女生的等待时间总和
female_num = 0 # 女生人数

for i in range(n):
    cur_song_time = song_time[i] # 当前曲子的时间
    # 队头的男生和女生出队
    while male_queue and male_queue[0][1] <= i:
        male_wait_time += i - male_queue[0][0]
        male_num += 1
        male_queue.pop(0)
    while female_queue and female_queue[0][1] <= i:
        female_wait_time += i - female_queue[0][0]
        female_num += 1
        female_queue.pop(0)
    # 组合男女同学成为舞伴
    while male_queue and female_queue and cur_song_time > 0:
        male_wait_time += i - male_queue[0][0]
        female_wait_time += i - female_queue[0][0]
        male_num += 1
        female_num += 1
        male_queue.pop(0)
        female_queue.pop(0)
        cur_song_time -= 1
    # 剩余同学进入队列
    for j in range(len(students)):
        gender, arrival_time = students[j]
        if arrival_time == i:
            if gender == 1:
                male_queue.append((i, i + 1))
            else:
                female_queue.append((i, i + 1))
    # 处理剩余时间
    if cur_song_time > 0:
        while male_queue and cur_song_time > 0:
            male_wait_time += i - male_queue[0][0]
            male_num += 1
            male_queue.pop(0)
            cur_song_time -= 1
        while female_queue and cur_song_time > 0:
            female_wait_time += i - female_queue[0][0]
            female_num += 1
            female_queue.pop(0)
            cur_song_time -= 1

# 处理剩余同学
while male_queue:
    male_wait_time += n - male_queue[0][0]
    male_num += 1
    male_queue.pop(0)
while female_queue:
    female_wait_time += n - female_queue[0][0]
    female_num += 1
    female_queue.pop(0)

# 计算平均等待时间
if male_num > 0:
    male_avg_wait_time = male_wait_time / male_num
else:
    male_avg_wait_time = 0
if female_num > 0:
    female_avg_wait_time = female_wait_time / female_num
else:
    female_avg_wait_time = 0

print("{:.2f} {:.2f}".


解题思路:

题目要求求出男生队伍和女生队伍的平均等待时间。可以根据题目所给的步骤来模拟整个过程,计算每个人的等待时间,最后分别求出男生队伍和女生队伍的平均等待时间即可。

具体模拟过程如下:

初始化变量
定义两个队列(male_queue和female_queue)用于存放男生和女生,用一个变量(time)表示当前时间,用一个变量(wait_time_sum)表示所有人的等待时间之和。

遍历每一首曲子
对于每首曲子,先将舞池中的人移出,然后根据到达时间将男生和女生加入相应的队列中。每次加入队列时,计算该同学的等待时间(当前时间减去到达时间),并将等待时间累加到总的等待时间中。

在加入队列时,需要尽可能多的同学搭配成舞伴,因此需要用一个循环来不断地从男生队列和女生队列中取出同学。

处理剩余的同学
当处理完所有的曲子后,还有一些同学没有跳舞。此时需要将他们一起加入舞池中,然后同样进行舞伴匹配,计算等待时间。

计算平均等待时间
最后,根据男生和女生的总等待时间和队列中的人数,分别计算男生队伍和女生队伍的平均等待时间。

代码实现:


n = int(input())  # 曲目数量
songs = list(map(int, input().split()))  # 曲目长度
m = int(input())  # 总人数
male_queue = []  # 男生队列
female_queue = []  # 女生队列
time = 0  # 当前时间
wait_time_sum = 0  # 所有人的等待时间之和

# 遍历每一首曲子
for i in range(n):
    # 舞池中的人离开
    male_num = len(male_queue)
    female_num = len(female_queue)
    leave_num = male_num + female_num
    wait_time_sum += leave_num * songs[i]  # 更新等待时间之和
    # 处理男生队列
    while male_queue and male_queue[0][0] <= time:
        if leave_num > 0:
            wait_time_sum += time - male_queue[0][0]
            male_queue.pop(0)
            leave_num -= 1
        else:
            break
    # 处理女生队列
    while female_queue and female_queue[0][0] <= time:
        if leave_num > 0:
            wait_time_sum += time - female_queue[0][0]
            female_queue.pop(0)
            leave_num -= 1
        else:
            break
    # 将新到达的同学加入队列
    while leave_num > 0:
        if male_queue and female_queue:
            if male_queue[0][0] <= female_queue[0][0]:
                wait_time_sum += time - male_queue[0][0]
                male_queue.pop(0)
            else:
                wait_time_sum += time - female_queue[0][0]
                female_queue.pop(0)
            leave_num -= 2
        elif male_queue:
            wait_time_sum += time - male_queue[0][0]
            male_queue.pop(0)
            leave_num -= 1
        elif female_queue:
            wait_time_sum += time - female_queue[0][0]
            female_queue.pop(0)
            leave_num -= 1
    # 更新时间
    time += songs[i]

# 处理剩余的同学
while male_queue and female_queue:
    if male_queue[0][0] <= female_queue[0][0]:
        wait_time_sum += time - male_queue[0][0]
        male_queue.pop(0)
    else:
        wait_time_sum += time - female_queue[0][0]
        female_queue.pop(0)

# 计算平均等待时间
male_num = len(male_queue)
female_num = len(female_queue)
male_wait_time_avg = wait_time_sum / (m - male_num - female_num) * male_num
female_wait_time_avg = wait_time_sum / (m - male_num - female_num) * female_num
print("{:.2f} {:.2f}".format(male_wait_time_avg, female_wait_time_avg))

以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写:
思路:

  1. 首先将男生和女生分别入队,用两个队列存储等待的男生和女生,队列中记录每个人到达的时间;
  2. 每次新曲开始,从队头取出等待时间最久的一组男生和女生一起进入舞池,计算他们的等待时间差,累加到总等待时间中,更新男生和女生的平均等待时间;
  3. 当所有曲目都播放完毕,剩余队列中的男生和女生一起进入舞池,计算他们的等待时间差,累加到总等待时间中,更新男生和女生的平均等待时间。

代码如下:
如果我的回答解决了您的问题,请采纳!

这个问题可以使用两个队列来分别维护男生和女生的等待队列,并在每次新曲开始时,让队头的同学出队,直到同性别的人数达到上限,然后让他们依次搭配成舞伴,统计等待时间。

具体实现可以按照以下步骤:

读入数据,包括曲目数、曲目时长、到达的同学数以及每位同学的性别和到达时间;
创建两个队列,一个维护男生等待队列,一个维护女生等待队列;
模拟每首曲子开始的情况:让队头的同学依次出队,直到同性别的人数达到上限,并统计等待时间;
当所有曲目都播放完毕后,让剩余的同学一起进入场地跳舞,统计等待时间;
输出男生和女生的平均等待时间。
下面是相应的C++代码实现:
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
using namespace std;

struct Node {
    int sex; // 1代表男生,2代表女生
    int t; // 到达时间
    int wait; // 等待时间
    friend bool operator<(const Node& a, const Node& b) {
        return a.t > b.t; // 重载小于运算符,按到达时间从小到大排序
    }
};

priority_queue<Node> q1, q2; // 男生队列和女生队列

int main() {
    int n, m;
    cin >> n;
    int l[n];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> l[i];
    }
    cin >> m;
    int sex, t;
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        cin >> sex >> t;
        if (sex == 1) { // 如果是男生,加入男生队列
            q1.push({sex, t, 0});
        } else { // 如果是女生,加入女生队列
            q2.push({sex, t, 0});
        }
    }
    int cnt1 = 0, cnt2 = 0; // 分别记录男生和女生的等待总时间
    int t1 = 0, t2 = 0; // 记录当前时间
    while (!q1.empty() || !q2.empty()) {
        int num = min((int)q1.size(), (int)q2.size()); // 取两个队列中元素数量的最小值,作为这一次进入舞池的人数
        for (int i = 0; i < num; i++) { // 搭配舞伴
            Node node1 = q1.top();
            Node node2 = q2.top();
            q1.pop();
            q2.pop();
            node1.wait = t1 - node1.t; // 计算男生的等待时间
            node2.wait = t2 - node2.t; // 计算女生的等待时间
            cnt1 += node1.wait;
            cnt2 += node2.wait;
        }
        if (!q1.empty()) { // 如果还有男生在队列中,他们将全部进入舞池
            t1 += l[cnt1 / (int)q1.size()]; // 计算男生进入舞池所需时间
        }
        if (!q2.empty()) { // 如果还有女生在队列中,她们将全部进入舞池
            t2 += l[cnt2 / (int)q2.size()]; // 计算女生进入舞池所需时间
        }
    }
    printf("%.2f %.2f\n", cnt1 * 1.0 / m, cnt2 * 1.0 / m); // 计算男生和女生的平均等待时间
    return 0;
}

这个程序中使用了一个结构体Node,表示每一个到达的同学。其中包含了性别、到达时间和等待时间三个属性。在主函数中,首先读入n、l、m等信息。
该回答引用ChatGPT
这道题可以使用队列来解决。我们可以分别维护男生队列和女生队列,每次新曲开始时,从队头取出相同数量的男生和女生,尽可能多的搭配成舞伴,然后计算他们的等待时间并累加到总等待时间中。最后除以男生和女生的人数即可得到平均等待时间。
具体实现如下:
python
n = int(input()) # 曲目数
lengths = list(map(int, input().split())) # 每首曲子的长度
m = int(input()) # 总人数
# 初始化男生队列和女生队列
male_queue = []
female_queue = []
# 记录男生和女生的总等待时间
male_wait_time = 0
female_wait_time = 0
# 记录男生和女生的人数
male_count = 0
female_count = 0
# 处理每个人的信息
for i in range(m):
sex, arrive_time = map(int, input().split())
if sex == 1: # 男生
male_queue.append(arrive_time)
male_count += 1
else: # 女生
female_queue.append(arrive_time)
female_count += 1
# 处理每首曲子
for i in range(n):
# 取出相同数量的男生和女生
count = min(len(male_queue), len(female_queue), lengths[i])
for j in range(count):
male_wait_time += i - male_queue.pop(0)
female_wait_time += i - female_queue.pop(0)
# 处理最后一首曲子
while male_queue:
male_wait_time += n - male_queue.pop(0)
while female_queue:
female_wait_time += n - female_queue.pop(0)
# 计算平均等待时间
male_avg_wait_time = male_wait_time / male_count
female_avg_wait_time = female_wait_time / female_count
# 输出结果
print("{:.2f} {:.2f}".format(male_avg_wait_time, female_avg_wait_time))

时间复杂度为 $O(n+m)$。

引用GPT,这道题可以使用两个队列来解决,一个队列存放男生,另一个队列存放女生。在每首曲子开始时,将队头的男生和女生一起入场,同时将他们从各自的队列中移除。如果其中一个队列为空,则只从另一个队列中取出同等数量的同学入场。

为了计算平均等待时间,需要在每个同学进入队列时记录其到达时间。在每首曲子开始时,统计队头同学的等待时间,并将其累加到对应性别的总等待时间中。最后,将总等待时间除以队列中同学的总数,即可得到平均等待时间。
以下是使用队列来解决该问题的C++代码:

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
#include <cmath>

using namespace std;

struct Person {
    int gender; // 1表示男性,2表示女性
    int arrivalTime; // 到达时间
    int waitingTime; // 等待时间
};

int main() {
    int n, m;
    cin >> n;

    vector<int> songLengths(n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> songLengths[i];
    }

    cin >> m;

    // 分别用两个队列来存储男生和女生
    queue<Person> maleQueue, femaleQueue;

    // 定义两个变量来表示当前正在跳舞的男性和女性人数
    int maleCount = 0, femaleCount = 0;

    // 定义两个变量来表示男性和女性的总等待时间
    int maleTotalWaitTime = 0, femaleTotalWaitTime = 0;

    // 开始处理每一个到达的同学
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        int gender, arrivalTime;
        cin >> gender >> arrivalTime;

        Person person = {gender, arrivalTime, 0};

        // 根据性别将同学加入相应的队列
        if (gender == 1) {
            maleQueue.push(person);
        } else {
            femaleQueue.push(person);
        }

        // 如果当前有男生和女生都在排队,那么让他们进入舞池
        while (!maleQueue.empty() && !femaleQueue.empty()) {
            // 计算本轮可以进入舞池的人数
            int num = min((int)maleQueue.size(), (int)femaleQueue.size());

            // 更新男性和女性人数
            maleCount += num;
            femaleCount += num;

            // 将对应数量的男生和女生从队头出队并更新等待时间
            for (int j = 0; j < num; j++) {
                Person malePerson = maleQueue.front();
                maleQueue.pop();
                malePerson.waitingTime = i - malePerson.arrivalTime;
                maleTotalWaitTime += malePerson.waitingTime;

                Person femalePerson = femaleQueue.front();
                femaleQueue.pop();
                femalePerson.waitingTime = i - femalePerson.arrivalTime;
                femaleTotalWaitTime += femalePerson.waitingTime;
            }

            // 模拟跳舞过程
            int danceTime = songLengths[i % n];
            maleCount -= danceTime;
            femaleCount -= danceTime;

            // 如果有男生或女生还在排队,那么他们需要等待下一轮舞曲开始
            if (!maleQueue.empty() || !femaleQueue.empty()) {
                i++;
            }
        }
    }

    // 计算男性和女性的平均等待时间并输出
    double maleAvgWaitTime = maleTotalWaitTime * 1.0 / m;
    double femaleAvgWaitTime = femaleTotalWaitTime * 1.0 / m;
    printf("%.2f %.2f\n", maleAvgWaitTime, femaleAvgWaitTime);

    return 0;
}