#P9372. [APIO2023] Alice, Bob and Circuit
[APIO2023] Alice, Bob and Circuit
题目背景
这是一道通信题 暂时无法评测需要适配
题目描述
Cyberland 电路学会总共有 名成员,每一名成员都有一个自己喜欢的数字,和一个与其他人都互不相同的名字。(不保证每个人喜欢的数字互不相同)
这些成员之间总共互相寄出了 封信件,每一封信件都包含了一个发送者和一个接收者。信件的内容恰好为发送者最喜欢的数字。
在所有信件都寄出后,每一名成员会根据他们收到的信件内容(发送者喜欢的数字),求出这些数字的和对 ()取模后的值,作为他们的最终存储的数字。
你的任务是确定每个人最终存储的数字。
然而,情况并不像看起来那么简单。Alice, Bob 和 Circuit 打算以一种稍微复杂的方式来解决这个问题。具体的:
-
Alice 知晓所有的 名成员的信息(成员姓名,与其最喜欢的数字),但是 Alice 不知道关于 封信的任何信息。她需要向 Circuit 发送一个长度不超过 的二进制字符串。
-
Bob 知晓所有的 封信件信息(信件发送者与接收者的名字),但是 Bob 不知道关于 名成员的信息。他需要向 Circuit 发送一个长度不超过 的二进制字符串。
-
Circuit 是一个电路,其可以接受来自于 Alice 和 Bob 发送的二进制字符串,然后生成一个包含了 位二进制字符串作为其输出。但是由于其计算能力是有限的,Circuit 只能够进行基础的逻辑运算(例如:AND, OR, NOT)。
下面我们将详细介绍电路的工作原理。
电路工作细节
门是组成电路的基本元件。一个门包含零个或者两个布尔信号作为输入,一个布尔信号作为输出。电路中总共有两种类型的门:输入门与计算门。
- 输入门没有输入布尔信号,用于表示 Alice 和 Bob 输入的二进制字符串中的某一位。
-
- 总共有 个输入门,依次编号为 至 。其中 分别代表 Alice 和 Bob 给出的二进制字符串的长度。
-
- 对于任意 ,第 个门的输出是 Alice 给出的二进制字符串的第 位;
-
- 对于任意 ,第 个门的输出是 Bob 给出的二进制字符串的第 位;
- 计算门有两个输入,用于计算过程。
-
- 计算门的编号从 开始。
-
- 对于每一个计算门,你需要提供两个相关的门编号,代表该计算门的布尔信号输入;以及数字 (),代表该计算门的类型。
-
-
- 为了避免循环依赖的问题,作为输入的两个的编号必须小于该计算门的编号。
-
-
-
- 假定两个相关门的输出分别为 ,则该计算门的输出为:
-
以下是一些可能对你有用的示例:
| AND () | OR () | XOR () | NOT () | ||
|---|---|---|---|---|---|
实现细节
请注意:
- 所有数组下标都从 开始。例如,如果
a是一个长度为n的数组,那么a[0]到a[n-1]都是该数组有效数据,访问超出该范围的索引可能会导致越界错误。 - 所有字符串都以空字符
\0结尾。
你应该实现以下过程:
Alice
int alice(const int n, const char names[][5],
const unsigned short numbers[], bool outputs_alice[]);
| 类型 | 值 | 长度 | 含义 | 限制 |
|---|---|---|---|---|
| 输入 | n | |||
| names | 每一名成员的名字。 | 所有的成员的名字互不相同。名字仅包含小写英文字母,且长度不超过 。 | ||
| numbers | 每名成员喜欢的数字。 | 喜欢的数字为 到 的整数。 | ||
| 输出 | outputs_alice | 发送给 Circuit 的二进制字符串。 | ||
| (返回值) | 你需要确保 不超过 。并且当 相同时, 必须相同。 |
Bob
int bob(const int m, const char senders[][5],
const char recipients[][5], bool outputs_bob[]);
| 类型 | 值 | 长度 | 含义 | 限制 |
|---|---|---|---|---|
| 输入 | m | |||
| senders | 信件发送者的名字。 | 所有名字必定出现在 Alice 的输入中。 | ||
| recipients | 信件接收者的名字。 | |||
| 输出 | outputs_bob | 发送给 Circuit 的二进制字符串。 | ||
| (返回值) | 你需要确保 不超过 。并且当 相同时, 必须相同。 |
Circuit
为了保证 Circuit 的计算过程和一般的电路一样,你无法直接获取 Alice 和 Bob 发送给 Circuit 的二进制串。你只需要知道这两个字符串的长度,并根据字符串长度输出电路结构。
| 类型 | 值 | 长度 | 含义 | 限制 |
|---|---|---|---|---|
| 输入 | la | |||
| lb | ||||
| 输出 | operations | 电路中每个门执行的操作类型。 | 每个元素为 至 的整数。 | |
| operands | 生成该计算门的布尔信号输入的计算门编号。 | 输入计算门编号必然小于当前计算门编号。 | ||
| outputs_circuit | 电路输出门的编号。 | outputs_circuit[i][j] 表示第 名成员最终存储的数字的第 位(从最低位开始计算)。成员按照 Alice 输入的顺序编号。 |
||
| (返回值) | ,用于表示电路中使用的门的数量(包括输入门)。 | 你需要保证 。 |
虽然你可以在 operations 和 operands 数组中修改编号小于 的门的信息,但交互库会忽略这种修改。
例子
考虑如下样例调用序列:
alice(3, {"alic", "bob", "circ"}, {10000, 20000, 30000}, outputs_alice);
bob(5, {"alic", "bob", "bob", "circ", "circ"},
{"circ", "circ", "alic", "circ", "circ"}, outputs_bob);
该样例代表了以下场景:
-
Alice 知道有 个成员,名为
alic的成员最喜欢的数字是 ,等等。alice()的可能输出 是: -
alice()的返回值为 ,表示 。
-
- 在
alice()函数中,设置outputs_alice[0] = 1,outputs_alice[1] = 0,表示 Alice 返回的二进制字符串为 。
- 在
-
Bob 知道有 封信,第一封信是从
alic送出,circ接受等。bob()的可能输出是: -
bob()的返回值为 ,表示 。
-
- 在
bob()函数中,设置outputs_bob[0] = 1,outputs_bob[1] = 1,outputs_bob[2] = 0,表示 Bob 返回的二进制字符串为 。
- 在
根据 alice() 和 bob() 先前输出的信息,交互库将有如下调用:
circuit(2, 3, operations, operands, outputs_circuit);
circuit() 的一种正确输出是:
-
circuit()的返回值为 ,这意味着我们添加了两个计算门,标记为 和 。 -
在
circuit()中,按以下方式设置operations、operands和outputs_circuit数组: -
operations = {-1, -1, -1, -1, -1, 8, 14}。 这里我们使用-1表示被忽略的来自输入门的信息;
-
- 操作数
= {{-1, -1}, {-1, -1}, {-1, -1}, {-1, -1}, {-1, -1}, {0, 4}, {2,5}};
- 操作数
-
outputs_circuit = {{5, 5, 5, 5, 5, 6, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 5, 5, 6, 5}, ...}。数组长度较长,完整数组可以查看附件中的abc.cpp。
根据 circuit() 输出,Circuit 的计算过程如下:
- 添加类型为 的计算门,编号为 ,其输入来自输入门 和输入门 。门 的输出是来自 Alice 的字符串的第 位,即 ;门 的输出是来自 Bob 的字符串的第 位,即 。所以计算门 的输出是 ;
- 添加类型为 的计算门,编号为 ,输入来自输入门 和计算门 。门 的输出是来自 Bob 的字符串的第 位,即 ;门 的输出是 。所以计算门 的输出是 ;
output_circuit[0]表示alic的最终存储的数字,即 。由于 alic 只收到了来自 bob 的一封信,所以 alic 的最终结果是 ;bob的最终存储的数字应该是 ,因为他没有收到信件;circ的最终存储的数字应该是 $(10000 + 20000 + 30000 + 30000) \bmod 65536 = 24464$。
附件中的 abc.cpp 可以通过这个样例,但我们不保证它可以通过其他测试用例。
约束条件
对于所有测试用例:
-
。
-
所有成员的名称互不相同,最大长度为 个字符,且仅由小写英文字母组成。
-
每个成员最喜欢的数字为 到 之间的整数。
-
所有发件人和收件人的姓名都出现在 Alice 的输入数组
names中。 -
alice()和bob()的内存限制均为 MiB,时间限制均为 秒。 -
circuit()的内存限制为 MiB,时间限制为 秒。
在最终测试中,alice() 和 bob() 可能会在单个测试用例中被多次调用。每次调用的时间限制为 秒。
子任务
子任务类型 A(12 分)
子任务 1,2,3 属于类型 A。类型 A 保证:
每个子任务有着如下的附加限制。
-
子任务 1(4 分):。
-
子任务 2(4 分):。
-
子任务 3(4 分):。
子任务类型 B(54 分)
子任务 4,5,6 属于类型 B。类型 B 保证:
-
-
不存在两封信,他们拥有相同的发送者与接收者。
-
所有成员的名字都出现在了 Bob 的输入中(也就是,每名成员要么至少发送了一 封信,要么至少接受了一封信)。
每个子任务有着如下的附加限制。
-
子任务 4(24 分):,所有成员都名字均为单个英文字符。且在 Alice 的输入中,成员名字的循序为
a至z。 -
子任务 5(24 分):。
-
子任务 6(6 分):没有额外限制。
子任务类型 C(34 分)
子任务 7,8,9 属于类型 C。类型 C 保证:
- 。
每个子任务有着如下的附加限制。
-
子任务 7(18 分):,所有成员都名字均为恰好两个个英文字符。且在 Alice 的输入中,成员名字的循序按照字典序从小到大排列(换而言之,按照
aa,ab,ac, ...,az,ba, ...,bz,ca, ...,zz的顺序排列)。 -
子任务 8(10 分):。
-
子任务 9(6 分):没有额外限制。
样例
评测程序示例
评测程序示例按以下格式读取输入:
-
第 行:
-
第 行():
-
第 行():.
评测程序示例按照如下格式打印你的答案:
-
如果程序成功结束,样例交互器将输出 行,每行包含一个整数,代表你的电路计算的每个成员最终存储的数字。
-
否则,样例交互器不会向标准输出输出任何内容,并将错误消息打印到目录中的文件
abc.log。 -
此外,样例交互器会将 的值和每个函数的运行时间输出到
abc.log。
评测程序示例不会检查内存限制,也不会检查在 / 相同时, / 必须相同的限制。
输入格式
无
输出格式
无