In mathematics you don't understand things, you just get used to them.

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给出一个数列,要求将其分成几段,使每段的和非严格递增,求最小的每段的和的平方和。

Solution

注意到 $a_{i}$ 为正,对于正数有这样的结论:

$$ a^{2}+b^{2}<(a+b)^{2} $$

正确性显然。这告诉我们,分的段越多越好。

现在我们来考虑如何使每段的和非严格递增。

考虑暴力 DP,设 $f_{i,j}$ 为前 $i$ 个数然后上一个 breakpoint 是 $j$​ 的最小平方和,转移:

$$ f_{i,j}=\min_{1\le k<j,pre_{i}-pre_{j}\ge pre_{j}-pre_{k}}\{f_{j,k}+(pre_{i}-pre_{j})^{2}\} $$

$pre$ 为前缀和。当然这个 DP 什么结论都没用,没有任何技术含量。

所以我们考虑优化。

你会发现这个 $k$ 不是每次都要重头枚举,他是单调的,于是你维护 $f_{j,k}$ 最小值即可,复杂度变成了 $\mathcal{O}(n^{2})$。

考虑上面的结论,你会发现我们只需要找打第一个可行的转移点 $k$ 即可。

意味着我们可以维护一个 $g_{i}$ 来表示:前 $i$ 个数,我们最大的一个合法 $k$。这个东西肯定是单调不降的。

转移即:

$$ g_{i}=\max_{pre_{i}-pre{j}\ge pre_{j}-pre_{g_{j}}}\{j\} $$

变形得:

$$ g_{i}=\max_{pre_{i}\ge pre_{j}\times2-pre_{g_{j}}}\{j\} $$

显然判定条件的右边有单调性($pre_{j}+(pre_{j}-pre_{g_{j}})$),左边也有单调性。

然后单调队列优化即可。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef __int128 _LL;
int n,a[40000010],taskID,f[40000010],que[40000010],head,tail;
LL pre[40000010];
_LL ans;
template<typename T>
void read(T &hhh)
{
    T x=0,f=1;
    char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9')
    {
        if(c=='-')    f=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0'&&c<='9')    x=(x<<3)+(x<<1)+(c^'0'),c=getchar();
    if(~f)    hhh=x;
    else    hhh=-x;
}
template<typename T>
void write(T x,char las='\n')
{
    static int stk[100],top=0,f=0;
    if(x<0)    x=-x,f=1;
    do stk[++top]=x%10,x/=10; while(x);
    if(f)    putchar('-');
    while(top)    putchar(stk[top--]^'0');
    putchar(las);
}
void generateData(int taskID)
{
    if(taskID)    for(int i=1;i<=n;++i)    read(a[i]);
    else
    {
        static int p[100010],l[100010],r[100010],b[40000010];
        LL x,y,z;
        int m;
        read(x),read(y),read(z),read(b[1]),read(b[2]),read(m);
        const int MOD=(1<<30);
        for(int i=1;i<=m;++i)    read(p[i]),read(l[i]),read(r[i]);
        for(int i=3;i<=n;++i)    b[i]=(LL(x)*b[i-1]%MOD+LL(y)*b[i-2]%MOD+z)%MOD;
        for(int j=1;j<=m;++j)
        {
            for(int i=p[j-1]+1;i<=p[j];++i)    a[i]=(b[i]%(r[j]-l[j]+1))+l[j];
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;++i)    pre[i]=pre[i-1]+a[i];
}
int main()
{
    read(n),read(taskID);
    generateData(taskID^1);
    for(int i=1;i<=n;++i)
    {
        while(head<tail&&pre[i]>=(pre[que[head+1]]<<1)-pre[f[que[head+1]]])    ++head;
        f[i]=que[head];
        while(head<tail&&(pre[i]<<1)-pre[f[i]]<=(pre[que[tail]]<<1)-pre[f[que[tail]]])    --tail;
        que[++tail]=i;
    }
    for(int i=n;i;i=f[i])    ans+=_LL(pre[i]-pre[f[i]])*(pre[i]-pre[f[i]]);
    write(ans);
    return 0;
}

data structures dp

Solution -「CSP 2019」Centroid
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