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#240. 【IOI2016】aliens

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我们的卫星刚刚通过观测一个遥远的星球发现了外星文明。我们也已经获得了该星球的一个正方形区域的低分辨率照片。这个照片上有许多智能生命的迹象。专家们也已经确定了照片上的 n 个兴趣点。这些兴趣点被编号为 0n1。现在我们希望拍摄一些能包含全部 n 个兴趣点的高分辨率照片。

卫星已将低分辨率照片的区域划分成由 m×m 个单位正方形的小方格组成的网络。网格的行和列被连续地编号为 0m1(从上到下和从左到右)。我们用坐标 (s,t) 来表示第 s 行与第 t 列上的小方格。第 i 个兴趣点位于小方格 (ri,ci) 上,每个小方格子上可以包含任意多个兴趣点。

卫星在一个固定的轨道上运行,而它刚好也直接经过这个网格的主对角线的上方。主对角线就是指在网络中连接左上角和右下角的那条线段。卫星能够在任意的区域上拍摄高分辨率的照片,但必须满足以下条件:

  • 拍摄的区域必须是正方形。
  • 这个正方形的两个对角(注:变通理解为主对角线)全部包含在网格的主对角线中。
  • 网格中的每个小方格或者完全在拍摄范围内,或者完全在拍摄范围外。

卫星最多只能拍摄 k 张高分辨率照片。

一旦卫星拍摄完成,它将把每个拍摄区域的高分辨率照片传送到地面基站(无论这些区域是否包含兴趣点)。尽管一个小方格可能会被多次拍摄,但每个被拍摄到的小方格上的数据只会被传送一次。

因此,我们必须选择最多 k 个正方形区域进行拍摄,而且要保证:

  • 每个包含至少一个兴趣点的小方格必须被至少拍摄到一次,并且
  • 被拍摄到至少一次的小方格数目必须是最小的。

你的任务就是去找出被拍摄到的小方格有可能的最小值。

实现细节

你应该实现下列函数(方法):

  • long long take_photos(int n, int m, int k, std::vector<int> r, std::vector<int> c)
    • n:兴趣点的数目,
    • m:网格中的行数(也是列数),
    • k:卫星能够拍摄高分辨率照片的最大次数,
    • rc:两个长度为 n 的数组,描述网格中包含兴趣点的那些小方格的坐标。对于 0in1,第 i 个兴趣点位于坐标为 (ri,ci) 的小方格,
    • 这个函数应该返回被至少拍摄一次的小方格的总数的最小值(这些照片必须覆盖所有兴趣点)。

样例一

take_photos(5, 7, 2, [0, 4, 4, 4, 4], [3, 4, 6, 5, 6])

在这个样例中,我们有一个 7×7 的网格,其中含有 5 个兴趣点。这些兴趣点位于 4 个不同的小方格中:(0,3)(4,4)(4,5)(4,6)。你最多可以拍摄 2 次高分辨率照片。

能够拍摄到所有 5 个兴趣点的一种方法是拍这样两张照片:一张照片是选取大小为 6×6 的正方形并包含小方格 (0,0)(5,5),另一张照片是选取大小为 3×3 的正方形并包含小方格 (4,4)(6,6)。如果我们拍摄这两张照片的话,卫星将传送 41 个小方格的数据,这个不是最优解。

在最优解中,一张照片拍摄一个大小为 4×4 的正方形并包含小方格 (0,0)(3,3),另一张照片则拍摄一个大小为 3×3 的正方形并包含小方格 (4,4)(6,6)。这样被拍摄到的小方格只有 25 个,它是最优的,因此 take_photos 应该返回 25

注意:尽管小方格 (4,6) 上包含 2 个兴趣点,但该小方格进需要被拍摄一次就足够。样例一的拍摄方法如下图所示。左边的图表示这个样例中对应的方格,中间的图表示一个次优解,它总共拍摄了 41 个小方格。而右边的图则表示最优解。

样例二

take_photos(2, 6, 2, [1, 4], [4, 1])

在这个样例中有 2 个对称的兴趣点:分别位于小方格 (1,4) 和小方格 (4,1)。任何一张包含其中一个兴趣点的正确照片也必然包含另一个兴趣点,因此,拍摄一张照片便已经足够。

下图表示了样例二和它的最优解,在这个解中卫星只拍摄了一张包含 16 个小方格的照片。

子任务

在全部子任务中, 1kn

子任务 分数 n m 其他限制
1450100k=n
2125001000ri=ci
395001000
41640001000000
519500001000000k100
6401000001000000

评测方式

评测程序将会按照下列格式读取输入数据:

  • 1 行:整数 n,mk
  • 2+i (0in1) 行:整数 rici

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时间限制:2s

空间限制:2GB

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