O desafio

Existem N cidades alinhadas em uma linha reta. A i-ésima cidade está localizada A[i]quilômetros à direita da origem. Não há duas cidades no mesmo lugar.

Você vai construir uma rede elétrica com algumas usinas de energia. Usinas elétricas devem ser construídas dentro de uma cidade. No entanto, você só pode construir K(<N) usinas de energia; portanto, haverá algumas cidades sem usinas de energia. Para cada cidade sem usinas de energia, você deve construir um cabo entre ela e a cidade mais próxima que possui uma usina .

Por exemplo, se houver três cidades localizadas em 0, 1, 2e apenas a cidade 0tiver uma usina, será necessário construir dois cabos, um de 2até 0(2 km) e outro de 1até 0(1 km), com um comprimento total de 3 km .

Dadas Ke posições das cidades ( A), você deve calcular os quilômetros mínimos de cabo necessários para construir a grade.

Exemplos de casos de teste

K = 1, A = [0, 2, 4, 6, 8] : 12 
# build power plant in the city at position 4, total length = 4 + 2 + 0 + 2 + 4 = 12

K = 3, A = [0, 1, 10, 11, 20, 21, 22, 30, 32] : 23
# build power plants in cities at positions 0, 10 and 22

K = 5, A = [0, 1, 3, 6, 8, 11, 14] : 3
# build power plants in all cities except those at positions 0, 3

K = 6, A = [0, 1, 3, 6, 8, 14, 15, 18, 29, 30, 38, 41, 45, 46, 49, 58, 66, 72, 83, 84] : 49

Especificações

• Você deve implementar uma função ou um programa, que use um número inteiro positivo Ke uma lista de números inteiros Ade qualquer forma, e gerar / retornar um número inteiro representando a resposta.

• A é classificado em ordem crescente e todos os elementos são números inteiros não negativos.

• A[0] = 0e A[N-1]não ultrapassará 1000N.

• Observe que a saída será na magnitude de 1000N ² ; portanto, em casos maiores, talvez seja necessário números inteiros de 64 bits em alguns idiomas.

• Multithreading não é permitido (definirei a afinidade do seu programa como apenas 1 núcleo ao julgar). Otimizações de compilador (como -O2em C) são permitidas.

Pontuação

• Eu cronometrarei seu código no meu computador (Ubuntu 16.04 com processador Intel i7-3770S) com diferentes tamanhos de caixas de teste. Especificamente, gerarei alguns casos de teste com N = floor (2 ^{x / 5} ), em que x é um número inteiro positivo.
  Sua pontuação será o valor x do menor caso de teste que seu programa usa mais de 10 segundos ou 1 GiB de memória ou não fornece uma resposta correta.

  • A resposta com maior pontuação vence. Se duas respostas obtiverem a mesma pontuação, a resposta anterior vence.

• Todos os programas serão julgados pelo mesmo conjunto de casos de teste.

• Sinta-se livre para postar suas próprias pontuações. Explicações do seu algoritmo são encorajadas.

Bônus

Este é o meu programa C ++, possui 108 . Você pode verificar o resumo do SHA-256 9a87fa183bad1e3a83d2df326682598796a216b3a4262c32f71dfb06df12935dpor todo o segmento de código (sem rodapé) no link.

O algoritmo combina a pesquisa binária e a otimização de Knuth para encontrar a penalidade correta de cada planta para obter o número desejado. A complexidade é O (N log N log A [N-1]). Fiquei surpreso que o programa obteve uma pontuação mais alta que a solução O (N log A [N-1]) de Anders Kaseorg . Provavelmente, é devido ao fato de que o caso do log na otimização de Knuth geralmente não ocorre.

Observe que esse desafio é o mesmo da IOI 2000 Post Office . As restrições originais são N <= 300 e K <= 30, no entanto.

Ferrugem , pontuação = 104

Esta é uma implementação do algoritmo observado por Grønlund et al. (2017) no final do §3.3.1, embora eu tivesse que seguir uma longa cadeia de citações e preencher alguns detalhes ausentes. É executado no tempo O ( N log A [ N - 1]).

Compile com rustc -O. O formato de entrada está Kna primeira linha, seguido pelas entradas de A, uma entrada por linha, todas em stdin.

(Nota: estou enviando isso uma hora após o prazo final da recompensa, mas espero que a última versão que eu enviei antes do prazo final da recompensa , que foi executada no tempo O ( N log N log A [ N - 1]), tenha cerca de 94 .)

use std::cmp::min;
use std::io::{self, BufRead};
use std::iter::{once, Cloned};
use std::num::Wrapping;
use std::ops::Range;
use std::slice;
use std::time::Instant;
use std::u64;

type Cost = u64;
const INF: Cost = u64::MAX;

trait ColsTrait<Col>: Clone {
    type Iter: Iterator<Item = Col>;
    fn len(&self) -> usize;
    fn iter(&self) -> Self::Iter;
    fn slice(&self, range: Range<usize>) -> Self;
}

impl<'a, Col: Clone> ColsTrait<Col> for &'a [Col] {
    type Iter = Cloned<slice::Iter<'a, Col>>;
    fn len(&self) -> usize {
        (*self).len()
    }
    fn iter(&self) -> Self::Iter {
        (*self).iter().cloned()
    }
    fn slice(&self, range: Range<usize>) -> Self {
        unsafe { self.get_unchecked(range) }
    }
}

impl ColsTrait<usize> for Range<usize> {
    type Iter = Range<usize>;
    fn len(&self) -> usize {
        self.end - self.start
    }
    fn iter(&self) -> Range<usize> {
        self.clone()
    }
    fn slice(&self, range: Range<usize>) -> Self {
        Range {
            start: self.start + range.start,
            end: self.start + range.end,
        }
    }
}

fn smawk<Col: Copy, Cols: ColsTrait<Col>, Key: Ord, F: Copy + Fn(usize, Col) -> Key>(
    n: usize,
    shift: u32,
    cols: Cols,
    f: F,
) -> Vec<usize> {
    if n == 0 {
        Vec::new()
    } else if cols.len() > n {
        let mut s = Vec::with_capacity(n);
        let mut sk = Vec::with_capacity(n);
        for (jk, j) in cols.iter().enumerate() {
            while match s.last() {
                Some(&l) => f(!(!(s.len() - 1) << shift), j) <= f(!(!(s.len() - 1) << shift), l),
                None => false,
            } {
                s.pop();
                sk.pop();
            }
            if s.len() < n {
                s.push(j);
                sk.push(jk);
            }
        }
        smawk1(
            n,
            shift,
            cols,
            f,
            smawk(n / 2, shift + 1, &s[..], f)
                .into_iter()
                .map(|h| unsafe { *sk.get_unchecked(h) }),
        )
    } else {
        smawk1(
            n,
            shift,
            cols.clone(),
            f,
            smawk(n / 2, shift + 1, cols, f).into_iter(),
        )
    }
}

fn smawk1<
    Col: Copy,
    Cols: ColsTrait<Col>,
    Key: Ord,
    F: Fn(usize, Col) -> Key,
    Iter: Iterator<Item = usize>,
>(
    n: usize,
    shift: u32,
    cols: Cols,
    f: F,
    iter: Iter,
) -> Vec<usize> {
    let mut out = Vec::with_capacity(n);
    let mut range = 0..0;
    for (i, k) in iter.enumerate() {
        range.end = k + 1;
        out.push(
            range
                .clone()
                .zip(cols.slice(range.clone()).iter())
                .min_by_key(|&(_, col)| f(!(!(2 * i) << shift), col))
                .unwrap()
                .0,
        );
        out.push(k);
        range.start = k;
    }
    if n % 2 == 1 {
        range.end = cols.len();
        out.push(
            range
                .clone()
                .zip(cols.slice(range.clone()).iter())
                .min_by_key(|&(_, col)| f(!(!(n - 1) << shift), col))
                .unwrap()
                .0,
        );
    }
    out
}

fn solve(k: usize, a: &[Cost]) -> Cost {
    if k >= a.len() {
        return 0;
    }
    let sa = once(Wrapping(0))
        .chain(a.iter().scan(Wrapping(0), |s, &x| {
            *s += Wrapping(x);
            Some(*s)
        }))
        .collect::<Vec<_>>();
    let c = |i: usize, j: usize| {
        let h = (i - j) / 2;
        unsafe {
            (sa.get_unchecked(i) - sa.get_unchecked(i - h) - sa.get_unchecked(j + h)
                + sa.get_unchecked(j))
                .0
        }
    };
    let cost1 = c(a.len(), 0);
    if k == 1 {
        return cost1;
    }
    let cost2 = (1..a.len()).map(|j| c(j, 0) + c(a.len(), j)).min().unwrap();
    let mut low = 0;
    let mut high = cost1 - cost2;
    let mut ret = INF;
    while low <= high {
        let penalty = low + (high - low) / 2;
        let mut out = vec![(INF, 0); a.len() + 1];
        out[0] = (0, 0);
        let mut begin = 0;
        let mut chunk = 1;
        loop {
            let r = min(a.len() + 1 - begin, 2 * chunk);
            let edge = begin + chunk;
            let (out0, out1) = out.split_at_mut(edge);
            let f = |i: usize, j: usize| {
                let h = (edge + i - j) / 2;
                let &(cost, count) = unsafe { out0.get_unchecked(j) };
                (
                    cost.saturating_add(
                        unsafe {
                            sa.get_unchecked(edge + i) - sa.get_unchecked(edge + i - h)
                                - sa.get_unchecked(j + h)
                                + sa.get_unchecked(j)
                        }.0 + penalty,
                    ),
                    count + 1,
                )
            };
            for ((i, j), o) in smawk(r - chunk, 0, begin..edge, &f)
                .into_iter()
                .enumerate()
                .zip(out1.iter_mut())
            {
                *o = min(f(i, begin + j), *o);
            }
            let x = unsafe { out1.get_unchecked(r - 1 - chunk) };
            if let Some(j) = (edge..begin + r - 1).find(|&j| &f(r - 1 - chunk, j) <= x) {
                begin = j;
                chunk = 1;
            } else if r == a.len() + 1 - begin {
                break;
            } else {
                chunk *= 2;
            }
        }
        let &(cost, count) = unsafe { out.get_unchecked(a.len()) };
        if count > k {
            low = penalty + 1;
        } else {
            ret = cost.wrapping_sub(k as Cost * penalty);
            if count == k {
                return ret;
            }
            high = penalty - 1;
        }
    }
    ret
}

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    let mut lines = stdin.lock().lines();
    let k = lines.next().unwrap().unwrap().parse().unwrap();
    let a = lines
        .map(|s| s.unwrap().parse().unwrap())
        .collect::<Vec<_>>();
    let start = Instant::now();
    let cost = solve(k, &a);
    let time = start.elapsed();
    println!(
        "cost: {}\ntime: {}.{:09} sec",
        cost,
        time.as_secs(),
        time.subsec_nanos()
    );
}

Experimente online!

Ferrugem , pontuação no pré-teste = 73

Compile com rustc -O. O formato de entrada está Kna primeira linha, seguido pelas entradas de A, uma entrada por linha, todas em stdin.

use std::io::{self, BufRead};
use std::iter::once;
use std::num::Wrapping;
use std::time::Instant;
use std::u64;

type Cost = u64;
const INF: Cost = u64::MAX;

fn smawk<Col: Clone, Key: Ord, F: Clone + Fn(usize, &Col) -> Key>(
    n: usize,
    shift: u32,
    cols: &[Col],
    f: F,
) -> Vec<usize> {
    if n == 0 {
        Vec::new()
    } else if cols.len() > n {
        let mut s = Vec::with_capacity(n);
        let mut sk = Vec::with_capacity(n);
        for (jk, j) in cols.iter().enumerate() {
            while match s.last() {
                Some(l) => f(!(!(s.len() - 1) << shift), j) <= f(!(!(s.len() - 1) << shift), l),
                None => false,
            } {
                s.pop();
                sk.pop();
            }
            if s.len() < n {
                s.push(j.clone());
                sk.push(jk);
            }
        }
        smawk1(
            n,
            shift,
            cols,
            f.clone(),
            smawk(n / 2, shift + 1, &s, f)
                .into_iter()
                .map(|h| unsafe { *sk.get_unchecked(h) }),
        )
    } else {
        smawk1(
            n,
            shift,
            cols,
            f.clone(),
            smawk(n / 2, shift + 1, &cols, f).into_iter(),
        )
    }
}

fn smawk1<Col: Clone, Key: Ord, F: Clone + Fn(usize, &Col) -> Key, Iter: Iterator<Item = usize>>(
    n: usize,
    shift: u32,
    cols: &[Col],
    f: F,
    iter: Iter,
) -> Vec<usize> {
    let mut out = Vec::with_capacity(n);
    let mut range = 0..0;
    for (i, k) in iter.enumerate() {
        range.end = k + 1;
        out.push(
            range
                .clone()
                .zip(unsafe { cols.get_unchecked(range.clone()) })
                .min_by_key(|&(_, col)| f(!(!(2 * i) << shift), col))
                .unwrap()
                .0,
        );
        out.push(k);
        range.start = k;
    }
    if n % 2 == 1 {
        range.end = cols.len();
        out.push(
            range
                .clone()
                .zip(unsafe { cols.get_unchecked(range.clone()) })
                .min_by_key(|&(_, col)| f(!(!(n - 1) << shift), col))
                .unwrap()
                .0,
        );
    }
    out
}

fn solve(k: usize, a: &[Cost]) -> Cost {
    let mut cost = vec![INF; a.len() + 1 - k];
    let sa = once(Wrapping(0))
        .chain(a.iter().scan(Wrapping(0), |s, &x| {
            *s += Wrapping(x);
            Some(*s)
        }))
        .collect::<Vec<_>>();
    cost[0] = 0;
    let cols = (0..a.len() + 1 - k).collect::<Vec<_>>();
    for m in 0..k {
        cost = {
            let f = |i: usize, &j: &usize| {
                if i + 1 >= j {
                    let h = (i + 1 - j) / 2;
                    unsafe {
                        cost.get_unchecked(j).saturating_add(
                            (sa.get_unchecked(i + m + 1) - sa.get_unchecked(i + m + 1 - h)
                                - sa.get_unchecked(j + m + h)
                                + sa.get_unchecked(j + m))
                                .0,
                        )
                    }
                } else {
                    INF
                }
            };
            smawk(a.len() + 1 - k, 0, &cols, &f)
                .into_iter()
                .enumerate()
                .map(|(i, j)| f(i, &j))
                .collect()
        };
    }
    cost[a.len() - k]
}

fn main() {
    let stdin = io::stdin();
    let mut lines = stdin.lock().lines();
    let k = lines.next().unwrap().unwrap().parse().unwrap();
    let a = lines
        .map(|s| s.unwrap().parse().unwrap())
        .collect::<Vec<_>>();
    let start = Instant::now();
    let cost = solve(k, &a);
    let time = start.elapsed();
    println!(
        "cost: {}\ntime: {}.{:09} sec",
        cost,
        time.as_secs(),
        time.subsec_nanos()
    );
}

Experimente online!

C, pontuação = 56

conteúdo de a.c:

typedef void V;typedef char C;typedef long L;typedef unsigned long U;
#define R return
#define W while
#define S static
#include<sys/syscall.h>
#define h1(f,x    )({L r;asm volatile("syscall":"=a"(r):"0"(SYS_##f),"D"(x)              :"cc","rcx","r11","memory");r;})
#define h3(f,x,y,z)({L r;asm volatile("syscall":"=a"(r):"0"(SYS_##f),"D"(x),"S"(y),"d"(z):"cc","rcx","r11","memory");r;})
#define read(a...) h3(read ,a)
#define write(a...)h3(write,a)
#define exit(a...) h1(exit ,a)
S V P(U x){C s[32],*p=s+32;*--p='\n';do{*--p='0'+x%10;x/=10;}W(x);write(1,p,s+32-p);}
S V mc(V*x,V*y,L n){C*p=x,*q=y;for(L i=0;i<n;i++)p[i]=q[i];}
#define min(x,y)({typeof(x)_x=(x),_y=(y);_x+(_y-_x)*(_y<_x);})
#define t(x,i,j)x[(i)*(n+n-(i)+1)/2+(j)] //triangle indexing
#define x(i,j)t(x,i,j)
#define y(i,j)t(y,i,j)
#define z(i,j)t(z,i,j)
#define N 4096 //max
L n;U ka[N+1],c[N],x[N*(N+1)/2],y[N*(N+1)/2],z[N*(N+1)/2];
V _start(){
 C s[1<<20];L r=0;U v=0;
 W(0<(r=read(0,s,sizeof(s))))for(L i=0;i<r;i++)if('0'<=s[i]&&s[i]<='9'){v=s[i]-'0'+10*v;}else{ka[n++]=v;v=0;}
 n--;U k=*ka,*a=ka+1;
 for(L i=n-1;i>=0;i--)for(L j=i-1;j>=0;j--)x(j,i)=x(j+1,i)-a[j]+a[i];
 for(L i=0;i<n;i++)for(L j=i+1;j<n;j++)y(i,j)=y(i,j-1)+a[j]-a[i];
 for(L i=n-1;i>=0;i--)for(L j=i+1;j<n;j++){
  U v=~0ul,*p=&x(i,i),*q=&y(i,j);for(L l=i;l<j;l++){v=min(v,*p+++*q);q+=n-l;} //min(v,x(i,l)+y(l,j));
  z(i,j)=v;}
 mc(c,z,8*n);
 for(L m=1;m<k;m++)for(L j=n-1;j>=m;j--){
  U v=~0ul,*p=&z(j,j);for(L i=j-1;i>=m-1;i--){v=min(v,c[i]+*p);p-=n-i;} //min(v,c[i]+z(i+1,j))
  c[j]=v;}
 P(c[n-1]);exit(0);}

shell script para compilar e testar o acima:

#!/bin/bash -e
clang -O3 -nostdlib -ffreestanding -fno-unwind-tables -fno-unroll-loops -fomit-frame-pointer -oa a.c
strip -R.comment -R'.note*' a;stat -c'size:%s' a
t(){ r="$(echo "$1"|./a)";if [ "$r" != "$2" ];then echo "in:$1, expected:$2, actual:$r";fi;} #func tests
t '1 0 2 4 6 8' 12
t '3 0 1 10 11 20 21 22 30 32' 23
t '5 0 1 3 6 8 11 14' 3
t '6 0 1 3 6 8 14 15 18 29 30 38 41 45 46 49 58 66 72 83 84' 49
t '2 0 7 9' 2
for n in 1176 1351 1552 1782 2048;do #perf test
 echo "n:$n";a=0 inp="$((2*n/3))" RANDOM=1;for i in `seq $n`;do inp="$inp $a";a=$((a+=RANDOM%1000));done
 ulimit -t10 -v1048576;time ./a<<<"$inp"
done

n = 776 leva 6,2s, n = 891 leva 12s

n = 1176 leva 5,9s, n = 1351 leva um pouco mais de 10s

n = 1351 leva 8,7s, n = 1552 leva mais de 10s (com k = 2 * n / 3) no meu Intel(R) Core(TM) i3-2375M CPU @ 1.50GHz

C ++, pontuação = 53

A solução que eu disse no comentário. O(n²×k). (agora eu o apaguei porque não é mais necessário) Provavelmente pode ser reduzido para O(n×k).

A entrada é bastante flexível, na primeira linha, o primeiro número é k, os outros números são itens da matriz a, mas se encontrar parênteses próximos, ele interrompe a leitura da entrada. Portanto, entrada como K = 1, A = [0, 2, 4, 6, 8] : 12é aceita.

// /codegolf/149029/build-an-electrical-grid

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <sstream>
#include <climits>

bool read(std::istream& str, int& x) {

    char ch;

    do {
        if (str >> x) return true;
        if (str.eof()) return false;
        str.clear(); // otherwise it's probably int parse error
    } while (str >> ch && ch != ']' && ch != ')' && ch != '}');
    // ignore 1 character, but treat any close parentheses as end of input

    // cannot read anything now
    return false;
}

int main() {
    int k; std::vector<int> a;

    //{ Read input
    std::string st; std::getline(std::cin, st);
    std::stringstream sst (st);

    read(sst, k);

    int x;
    while (read(sst, x)) a.push_back(x);
    //}

    std::vector<std::vector<int>> dp (a.size(), std::vector<int>(k));
    // dp[n][k] = min distance you can get for cities [n..a.size()-1]
    // and [k+1] power plants, and city [n] has a power plant.

    // sum_array[x] = sum of coordinates of cities [x..a.size()-1]
    std::vector<int> sum_array (a.size()+1);
    sum_array.back() = 0;
    for (int n = a.size(); n --> 0;)
        sum_array[n] = sum_array[n+1] + a[n];

    for (int n = a.size(); n --> 0;) {
        for (int k1 = k; k1 --> 0;) {
            if (k1 == 0) {
                int nWire = a.size() - 1 - n;
                dp[n][k1] = sum_array[n+1] - nWire * a[n];
            } else {
            // unindent because my screen width is limited

dp[n][k1] = INT_MAX / 2; // avoid stupid overflow error (in case of -ftrapv)

// let [n1] be the next position for a power plant
int first_connect_right = n; // < lengthy variable name kills screen width
// ^ lengthy comment kills screen width

for (int n1 = n + 1; n1 < (int)a.size(); ++n1) {

    while (a[first_connect_right]-a[n] < a[n1]-a[first_connect_right]) ++first_connect_right;

    int nRightWire = n1 - first_connect_right, nLeftWire = first_connect_right - 1 - n;
    dp[n][k1] = std::min(dp[n][k1],
        a[n1]*nRightWire-(sum_array[first_connect_right]-sum_array[n1]) +
        (sum_array[n+1]-sum_array[first_connect_right])-a[n]*nLeftWire +
        dp[n1][k1-1]
    );

}

            }

        }
    }

    int ans = INT_MAX;
    for (int n = a.size()+1-k; n --> 0;) {
        ans = std::min(ans, dp[n].back() + a[n]*n-sum_array[0]+sum_array[n]);
    }

    std::cout << ans << '\n';

    return 0;
}

Experimente online!

Gere casos de teste aleatórios. (entrada Ne, opcionalmente, faixa de cidade, 1000×Npor padrão)

C #, score = 23

Tenho certeza de que isso não vai vencer esse desafio, só queria postar uma primeira resposta (e muito básica) para incentivar outras pessoas a postar seus algoritmos e melhorar o meu. Esse código deve ser compilado como um projeto de console que usa o pacote Combinatorics do NuGet. O método principal contém algumas chamadas para o Buildmétodo para testar os casos propostos.

using Combinatorics.Collections;
using System;

namespace ElectricalGrid
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            if (Build(1, new long[] { 0, 2, 4, 6, 8 }) == 12)
                Console.WriteLine("OK");
            else
                Console.WriteLine("ERROR");
            if (Build(3, new long[] { 0, 1, 10, 11, 20, 21, 22, 30, 32 }) == 23)
                Console.WriteLine("OK");
            else
                Console.WriteLine("ERROR");
            if (Build(5, new long[] { 0, 1, 3, 6, 8, 11, 14 }) == 3)
                Console.WriteLine("OK");
            else
                Console.WriteLine("ERROR");
            if (Build(6, new long[] { 0, 1, 3, 6, 8, 14, 15, 18, 29, 30, 38, 41, 45, 46, 49, 58, 66, 72, 83, 84 }) == 49)
                Console.WriteLine("OK");
            else
                Console.WriteLine("ERROR");

            Console.ReadKey();
        }

        static long Build(int k, long[] a)
        {
            var combs = new Combinations<long>(a, k);
            var totalDist = long.MaxValue;
            foreach (var c in combs)
            {
                long tempDist = 0;
                foreach (var i in a)
                {
                    var dist = long.MaxValue;
                    foreach (var e in c)
                    {
                        var t = Math.Abs(i - e);
                        if (t < dist) dist = t;
                    }
                    tempDist += dist;
                }
                if (tempDist < totalDist) totalDist = tempDist;
            }
            return totalDist;
        }
    }
}

Explicação realmente simples: para cada combinação cde kelementos de a, calcule a soma das distâncias de cada elemento dea elemento mais próximo ce retorne a combinação com a menor distância total.

Versão de uma linha do Buildmétodo (provavelmente mais lenta que a versão expandida original; isso precisa incluir uma referência System.Linq):

static long Build(int k, long[] a)
{
    return new Combinations<long>(a, k).Min(c => a.Sum(i => c.Min(e => Math.Abs(i - e))));
}

C ++, pontuação = 48

#include <stdio.h>
#include <queue>
#include <algorithm>
typedef long long ull;
typedef unsigned int uint;
uint A[1<<20];
ull S[1<<20];

double ky = 1;
struct point {
    ull dist;
    int n;
    inline point() {}
    inline point(ull dist, int n): dist(dist), n(n) {}
    inline double res() const{
        return dist + n * ky;
    }
    inline int operator<(const point& other) const {
        return res() < other.res();
    }
} V[1<<20];
inline ull f(int L, int R) {
    int m = L+R+1 >> 1;
    return (S[R]-S[m]) - A[m]*(R-m) +
           A[m]*(m-L) - (S[m]-S[L]);
}
int main() {
    int N, K, i, j, p;
    scanf ("%d%d", &N, &K);
    ull s = 0;
    for (i=1; i<=N; i++) {
        scanf ("%u", A+i);
        S[i] = s += A[i];
    }
    double kyL = 0, kyH = 1e99;
    point cL, cR;
    for (int step=0; step++<50; ky = std::min(ky*2, (kyL+kyH)*.5)) {
        for (i=1; i<=N; i++) {
            point tmp(f(0,i), 1);
            for (j=1; j<i; j++) {
            //printf("ky=%f [%d]=%d %I64d %f\n", ky, i, tmp.n, tmp.dist, tmp.res());
                point cmp = V[j];
                cmp.dist += f(j, i);
                cmp.n ++;
                if (cmp<tmp) tmp=cmp;
            }
            //printf("ky=%f [%d]=%d %I64d %f\n", ky, i, tmp.n, tmp.dist, tmp.res());
            V[i] = tmp;
        }
        if (V[N].n == K) {
_:          return! printf("%I64d", V[N].dist);
        }
        if (V[N].n > K) {
            kyL = ky;
            cL = V[N];
        } else {
            kyH = ky;
            cR = V[N];
        }
        //printf("ky=%f %d %I64d %f\n", ky, V[N].n, V[N].dist, V[N].res());
        //getch();
    }
    V[N].dist = (double)cL.dist / (cR.n-cL.n) * (K-cL.n) +
                (double)cR.dist / (cL.n-cR.n) * (K-cR.n) + .5;
    printf("%I64d", V[N].dist);
}

Entrada de uso: NKA [1] A [2] ... A [N]

Ruby , pontuação = 23

->a,l{d=l.map{|x|l.map{|y|(x-y).abs}};[*0...l.size].combination(a).map{|r|r.map{|w|d[w]}.transpose.sum{|r|r.min}}.min}

Experimente online!

Eu não acho que vai ganhar, mas eu queria tentar.

JavaScript (ES6) (Node.js) , score = 10

Novo algoritmo, explicará se realmente funciona desta vez.

const {performance} = require('perf_hooks');

class Connection{
    constructor(left,index,length,right){
        if(typeof right === 'undefined'){
            this._distance = 0;
        } else {
            this._distance = typeof left === 'undefined' ? 0 :
                    Math.abs(right - left);
        }
        var half = Math.floor(length/2);
        if(length % 2 < 1){
            this._magnitude = half - Math.abs(index - half + 1);
        } else {
            var temp = index - half;
            this._magnitude = half - Math.abs(temp >= 0 ?temp:temp + 1);
        }
        this._value = this.distance * this.magnitude;
    }

    get distance(){return this._distance;};
    get magnitude(){return this._magnitude;};
    set magnitude(value){
        this._magnitude = value;
        this._value = this.distance * this.magnitude;
    };
    valueOf(){return this._value};
}

class Group{
	constructor(...connections){
        this._connections = connections;
		
		this._max = Math.max(...connections); //uses the ValueOf to get the highest Distance to the Left
	}
	get connections(){return this._connections;};
	get max(){return this._max;};
    cutLeft(index){

            for(let i=1,j=index-1;;i++){
                
                if(typeof this.connections[j] === 'undefined' || this.connections[j].magnitude <= i){
                    break;
                }
                this.connections[j].magnitude = i;
                j--;
            }

    }

    cutRight(index){

            for(let i=0,j=index;;i++){
                
                if(typeof this.connections[j] === 'undefined' || this.connections[j].magnitude <= i){
                    break;
                }
                this.connections[j].magnitude = i;
                j++;
            }

    }

    static of(...connections){
        return new Group(...connections.map((c,i)=>new Connection(c.distance,i,connections.length)));
    }

	split(){
        var index = this.connections.findIndex(c=>c.valueOf() == this.max);
        if(index < 0){
            return;
        }
        var length = this.connections.length;
        var magnitude = this.connections[index].magnitude;

        this.cutLeft(index);
        this.cutRight(index);
        this._max = Math.max(...this.connections);
	}

    center(){
        if(typeof this._center === 'undefined'){
            this._center = this.connections.reduce((a,b)=>a==0?b.valueOf():a.valueOf()+b.valueOf(),0);
        }
        return this._center;
    }

    valueOf(){return this._max;};
    toString(){
        var index = this.connections.findIndex(c=>c.valueOf() == this.max);
        var value = this.connections[index].magnitude;
        var ret = '';
        for(let i = 0;i<value;i++){
            ret += this.connections.map(c=>{return (i<c.magnitude)?c.distance:' ';}).reduce((a,b)=>a==''?b:a+'-'+b,'') + '\n';
        }
        return ret;
    };
}

function crunch(plants, cities){
	var found = [];
    var size = cities.length;
    cities = cities.map((city,i,arr)=> new Connection(city,i,size,arr[i+1])).slice(0,cities.length-1);
    var group = new Group(...cities);
    for(;plants>1;plants--){
    group.split();
    }
    console.log(`Wire Length Needed: ${group.center()}`);
}

function biggestGroup(groups){
	return groups.find(g => g[g.length-1].orig - g[0].orig);
}

function* range (start, end, limit) {
    while (start < end || typeof limit !== 'undefined' && limit-- > 0) {
        yield start
        start += 1 + Math.floor(Math.random()*100);
    }
}

function* cities (score){
	let n = Math.floor(Math.pow(2,score/5));
	var start = 0;
	while (n-- > 0 && start <= (1000 * n)) {
		yield start;
        start += 1 + Math.floor(Math.random()*100);
    }
}


if(typeof process.argv[3] === 'undefined'){
    crunch(1,[0, 2, 4, 6, 8]);
    console.log("Correct Answer: 12");
    crunch(3,[0, 1, 10, 11, 20, 21, 22, 30, 32]);
    console.log("Correct Answer: 23");
    crunch(5,[0, 1, 3, 6, 8, 11, 14]);
    console.log("Correct Answer: 3");
    crunch(6,[0, 1, 3, 6, 8, 14, 15, 18, 29, 30, 38, 41, 45, 46, 49, 58, 66, 72, 83, 84]);
    console.log("Correct Answer: 49");
    crunch(2, [0, 21, 31, 45, 49, 54]);
    console.log("Correct Answer: 40");
    crunch(2, [0, 4, 7, 9, 10]);
    console.log("Correct Answer: 7");
    crunch(2, [0, 1, 3, 4, 9]);
    console.log("Correct Answer: 6");
    
    var max = 0;
    var min = Number.POSITIVE_INFINITY;
    var avg = [];
    
    var score = typeof process.argv[2] === 'undefined' ? 60 : process.argv[2];

    for(j = 0; j<10; j++){
        var arr = []; for(let i of cities(score)) arr.push(i);
        var plants = Math.floor(1 + Math.random() * arr.length);
        console.log(`Running: Test:${j} Plants: ${plants}, Cities ${arr.length}, Score: ${score}`);
        // console.log(`City Array: [${arr}]`);
        var t0 = performance.now();
        crunch(plants,arr);
        var t1 = performance.now();
        time = (t1-t0)/1000;
        console.log(`Time Taken = ${time} seconds`);
        avg.push(time);
        max = Math.max(time,max);
        min = Math.min(time,min);
    }
    console.log(`Bench: ${avg.reduce((a,b)=>a+b,0)/avg.length} Max: ${max} Min: ${min} Total: ${avg.reduce((a,b)=>a+b,0)}`);
} else {
    var plants = process.argv[2];
    var arr = process.argv.slice(3);
    console.log(`Running: Plants: ${plants}, Cities ${arr.length}`);
    var t0 = performance.now();
    crunch(plants,arr);
    var t1 = performance.now();
    time = (t1-t0)/1000;
    console.log(`Time Taken = ${time} seconds`);
}

Experimente online!

Execute da mesma maneira que o outro.

JavaScript (ES6) (Node.js) , pontuação do pré-teste = 12

Esboço do algoritmo:

O programa primeiro mapeia os dados para a classe da cidade, que mapeia alguns pontos de dados:

• cidade - a distância absoluta da cidade
• esquerda - a distância da cidade mais próxima à esquerda
• right - distância da cidade mais próxima à direita
• índice - índice (obsoleto) na matriz original da cidade

a matriz é lançada na classe Group, que possui o seguinte:

• cidades - a matriz da cidade
• dist - a distância que abrange o grupo
• max - a maior conexão esquerda do grupo
• Dividido()
  • retorna uma matriz contendo subgrupos divididos ao longo da maior conexão conectada à cidade central no grupo
  • se houver 2 nós centrais (um grupo de comprimento par), ele escolherá entre essas 3 conexões
  • (* note *: isso eliminará qualquer grupo com menos de duas cidades)
• Centro()
  • retorna o melhor valor de ligação para o grupo
  • trabalhando em uma solução para ignorar a iteração sobre cada cidade restante para esta etapa
  • agora com 50% menos mapeamento

Agora, o algoritmo divide os grupos desde que haja 2 ou mais usinas de energia.

Finalmente, ele mapeia os grupos para seus centros e resume todos eles.

Como executar:

Executar usando o Node.js (v9.2.0 é o que foi usado para a criação)

executando o programa usando casos de teste gerados para a pontuação 70:

node program.js 70

executando o programa usando 1 usina e cidades [0,3,5]:

node program.js 1 0 3 5

Código:

const {performance} = require('perf_hooks');

class City{
	constructor(city, left, right, i){
		this._city = city;
		this._index = i;
		this._left = typeof left === 'undefined' ? 0 : city - left;
		this._right = typeof right === 'undefined' ? 0 : right - city;
	}

	get city(){return this._city;};
	get index(){return this._index;};
	get left(){return this._left;};
    get right(){return this._right;};
    set left(left){this._left = left};
    set right(right){this._right = right};

	valueOf(){return this._left;};
}

class Group{
	constructor(...cities){
        this._cities = cities;
        // console.log(cities.map(a=>a.city).reduce((a,b)=>a===''?a+(b<10?' '+b:b):a+'-'+(b<10?' '+b:b),""));
        // console.log(cities.map(a=>a.left).reduce((a,b)=>a===''?a+(b<10?' '+b:b):a+'-'+(b<10?' '+b:b),""));
        // console.log(cities.map(a=>a.right).reduce((a,b)=>a===''?a+(b<10?' '+b:b):a+'-'+(b<10?' '+b:b),""));
        // console.log("+==+==+==+==+==+==+==+==+==+==+==+==")
		this._dist = cities[cities.length-1].city - cities[0].city;
		this._max = Math.max(...cities); //uses the ValueOf to get the highest Distance to the Left
	}

	get dist(){return this._dist;};
	get cities(){return this._cities;};
	get max(){return this._max;};

	split(){
        //var index = this.cities.findIndex(city=>city.left == this.max);
        //this.cities[index].left = 0;
        // console.log(`Slicing-${this.max}-${index}------`)
        var centerIndex = this.cities.length / 2;
        var splitIndex = Math.floor(centerIndex);
        if(centerIndex%1 > 0){
            var center = this.cities[splitIndex];
            if(center.right > center.left){

                splitIndex++;
            }
        } else {
            var right = this.cities[splitIndex];
            var left = this.cities[splitIndex-1];
            if(left.left > Math.max(right.right,right.left)){
               
                splitIndex--;
            } else if(right.right > Math.max(left.left,left.right)){
                
                splitIndex++;
            }
        }
        // console.log(splitIndex);
        this.cities[splitIndex].left = 0;
        this.cities[splitIndex-1].right = 0;
        var leftCities = [...this.cities.slice(0,splitIndex)];
        var rightCities = [...this.cities.slice(splitIndex)];

        // var center = this.cities[]

        if(leftCities.length <= 1){
            if(rightCities.length <= 1){
                return [];
            }
            return [new Group(...rightCities)]
        }
        if(rightCities.length <= 1){
            return [new Group(...leftCities)];
        }
        return [new Group(...leftCities), new Group(...rightCities)];
	}

    center(){
        if(typeof this._center === 'undefined'){
            if(this.cities.length == 1){
                return [0];
            }
            if(this.cities.length == 2){
                return this.cities[1].left;
            }
            var index = Math.floor(this.cities.length/2);
            this._center = this.cities.reduce((a,b)=> {
                // console.log(`${a} + (${b.city} - ${city.city})`);
                return a + Math.abs(b.city - this.cities[index].city);
            },0);
            // console.log(this._center);
        }
        
        return this._center;
    }

	valueOf(){return this._max;};
}

function crunch(plants, cities){
	var found = [];
    var size = cities.length;
    cities = cities.map((city,i,arr)=> new City(city,arr[i-1],arr[i+1],i));
	var groups = [new Group(...cities)];

	// console.log(groups);
    for(;plants>1;plants--){
        var mapped = groups.map(g=>g.center()-g.max);
        var largest = Math.max(...groups);
        // console.log('Largest:',largest)
        // console.log(...mapped);
		var index = groups.findIndex((g,i)=> mapped[i] == g.center() - g.max && g.max == largest);
		// console.log(index);
        groups = index == 0 ? 
            [...groups[index].split(),...groups.slice(index+1)]:
            [...groups.slice(0,index),...groups[index].split(),...groups.slice(index+1)];
    }
    // console.log(`=Cities=${size}================`);
    // console.log(groups);
    size = groups.map(g=>g.cities.length).reduce((a,b)=>a+b,0);
    
    // console.log(`=Cities=${size}================`);
    var wires = groups.map(g=>g.center());
    
    // console.log(...wires);
    // console.log(`=Cities=${size}================`);
    console.log(`Wire Length Needed: ${wires.reduce((a,b)=>a + b,0)}`);
}

function biggestGroup(groups){
	return groups.find(g => g[g.length-1].orig - g[0].orig);
}

function* range (start, end, limit) {
    while (start < end || typeof limit !== 'undefined' && limit-- > 0) {
        yield start
        start += 1 + Math.floor(Math.random()*100);
    }
}

function* cities (score){
	let n = Math.floor(Math.pow(2,score/5));
	var start = 0;
	while (n-- > 0 && start <= (1000 * n)) {
		yield start;
        start += 1 + Math.floor(Math.random()*100);
    }
}

if(typeof process.argv[3] === 'undefined'){
    crunch(1,[0, 2, 4, 6, 8]);
    console.log("Correct Answer: 12");
    crunch(3,[0, 1, 10, 11, 20, 21, 22, 30, 32]);
    console.log("Correct Answer: 23");
    crunch(5,[0, 1, 3, 6, 8, 11, 14]);
    console.log("Correct Answer: 3");
    crunch(6,[0, 1, 3, 6, 8, 14, 15, 18, 29, 30, 38, 41, 45, 46, 49, 58, 66, 72, 83, 84]);
    console.log("Correct Answer: 49");
    crunch(2, [0, 21, 31, 45, 49, 54]);
    console.log("Correct Answer: 40");
    crunch(2, [0, 4, 7, 9, 10]);
    console.log("Correct Answer: 7");
    
    var max = 0;
    var min = Number.POSITIVE_INFINITY;
    var avg = [];
    
    var score = typeof process.argv[2] === 'undefined' ? 60 : process.argv[2];

    for(j = 0; j<10; j++){
        var arr = []; for(let i of cities(score)) arr.push(i);
        var plants = Math.floor(1 + Math.random() * arr.length);
        console.log(`Running: Test:${j} Plants: ${plants}, Cities ${arr.length}, Score: ${score}`);
        var t0 = performance.now();
        crunch(plants,arr);
        var t1 = performance.now();
        time = (t1-t0)/1000;
        console.log(`Time Taken = ${time} seconds`);
        avg.push(time);
        max = Math.max(time,max);
        min = Math.min(time,min);
    }
    console.log(`Bench: ${avg.reduce((a,b)=>a+b,0)/avg.length} Max: ${max} Min: ${min} Total: ${avg.reduce((a,b)=>a+b,0)}`);
} else {
    var plants = process.argv[2];
    var arr = process.argv.slice(3);
    console.log(`Running: Plants: ${plants}, Cities ${arr.length}`);
    var t0 = performance.now();
    crunch(plants,arr);
    var t1 = performance.now();
    time = (t1-t0)/1000;
    console.log(`Time Taken = ${time} seconds`);
}

Experimente online!

Limparei o código comentado nos próximos dias, pois ainda estou trabalhando nisso, só queria ver se isso estava passando mais do que apenas nos pequenos casos.

C (pontuação do pré-teste não concorrente = 76)

Esta é uma tentativa de traduzir a segunda solução Rust da @ AndersKaseorg para C.

typedef void V;typedef char C;typedef long L;
#define R return
#define W while
#define S static
#include<sys/syscall.h>
#define exit(x)     ({L r;asm volatile("syscall":"=a"(r):"0"(SYS_exit ),"D"(x)              :"cc","rcx","r11","memory");r;})
#define read(x,y,z) ({L r;asm volatile("syscall":"=a"(r):"0"(SYS_read ),"D"(x),"S"(y),"d"(z):"cc","rcx","r11","memory");r;})
#define write(x,y,z)({L r;asm volatile("syscall":"=a"(r):"0"(SYS_write),"D"(x),"S"(y),"d"(z):"cc","rcx","r11","memory");r;})
S V P(L x){C s[32],*p=s+32;*--p='\n';do{*--p='0'+x%10;x/=10;}W(x);write(1,p,s+32-p);}
#define N 0x100000 //max
#define INF (-1ul>>1)
S L cost[N],nk1,*am; //nk1:n-k+1, am:input's partial sums offset with the current "m" in _start()
S L f(L i,L j){if(i+1>=j&&cost[j]!=INF){L h=(i-j+1)>>1;R cost[j]+am[i+1]-am[j+h]-am[i-h+1]+am[j];}else{R INF;}}
S V smawk(L sh,L*c,L nc,L*r){ //sh:shift,c:cols,r:result
 L n=nk1>>sh;if(!n)R;
 L m=n>>1,u[m];
 if(n<nc){
  L ns=0,s[nc],sk[nc],*skp=sk;
  for(L jk=0;jk<nc;jk++){
   L j=c[jk];W(ns>0&&f(~(~(ns-1)<<sh),j)<=f(~(~(ns-1)<<sh),s[ns-1])){--ns;--skp;}
   if(ns<n){s[ns++]=j;*skp++=jk;}
  }
  smawk(sh+1,s,ns,u);for(L i=0;i<m;i++)u[i]=sk[u[i]];
 }else{
  smawk(sh+1,c,nc,u);
 }
 L l=0,ish=(1<<sh)-1,dsh=1<<(sh+1);
 for(L i=0;i<m;i++){
  L k=u[i],bj=l,bc=f(ish,c[l]);
  for(L j=l+1;j<=k;j++){L h=f(ish,c[j]);if(h<bc){bc=h;bj=j;}}
  *r++=bj;*r++=k;l=k;ish+=dsh;
 }
 if(n&1){
  L nsh=~(~(n-1)<<sh),bj=l,bc=f(nsh,c[l]);
  for(L j=l+1;j<nc;j++){L h=f(nsh,c[j]);if(h<bc){bc=h;bj=j;}}
  *r=bj;
 }
}
S L inp(L*a){
 L n=-1,l,v=0;C b[1<<20];
 W(0<(l=read(0,b,sizeof(b))))for(L i=0;i<l;i++)if('0'<=b[i]&&b[i]<='9'){v=b[i]-'0'+10*v;}else{a[++n]=v;v=0;}
 R n;
}
V _start(){
 S L a[N];L n=inp(a),k=*a,s=0;for(L i=0;i<n;i++){a[i]=s;s+=a[i+1];}a[n]=s;
 *cost=0;for(L i=1,l=n+1-k;i<l;i++)cost[i]=INF;
 S L c[N];L nc=n+1-k;for(L i=0;i<nc;i++)c[i]=i;
 S L r[N];nk1=n-k+1;for(L m=0;m<k;m++){am=a+m;smawk(0,c,nc,r);for(L i=n-k;i>=0;i--)cost[i]=f(i,r[i]);}
 P(cost[n-k]);exit(0);
}

Ajuntar com:

#!/bin/bash -e
clang -O3 -nostdlib -ffreestanding -fno-unwind-tables -fno-unroll-loops -fomit-frame-pointer -oa a.c
strip -R.comment -R'.note*' a

Limpo , pontuação = 65

module main
import StdEnv, System.IO

parseArgs :: *World -> ((Int, {#Int}), *World)
parseArgs world
    # (args, world)
        = nextArgs [] world
    # args
        = reverse args
    # (k, a)
        = (hd args, tl args)
    = ((toInt k, {toInt n \\ n <- a}), world)
where
    nextArgs :: [String] *World -> ([String], *World)
    nextArgs args world
        # (arg, world)
            = evalIO getLine world
        | arg == ""
            = (args, world)
        = nextArgs [arg:args] world

minimalWeight :: Int !{#Int} -> Int
minimalWeight k a
    # count
        = size a
    # touches
        = createArray ((count - k + 3) / 2 * k) 0
    = treeWalk k count a [(0, 0, 0, 0)] touches
where
    treeWalk :: Int !Int {#Int} ![(!Int, !Int, Int, Int)] *{Int} -> Int
    treeWalk k verticies a [(weight, vertex, degree, requires) : nodes] touches
        | vertex >= verticies
            = weight
        | requires >= k
            = treeWalk k verticies a nodes touches
        # index
            = degree * k + requires
        | (select touches index) > vertex
            = treeWalk k verticies a nodes touches
        # (next, pivot)
            = (vertex + 1 + degree, verticies + requires)
        # (nodes, touches)
            = (orderedPrepend (weight, next, 0, requires + 1) nodes, update touches index (vertex + 1))
        | pivot >= k + next
            # (weight, vertex)
                = (weight + (select a next) - (select a vertex), vertex + 1)
            # nodes
                = orderedPrepend (weight, next + 1, 0, requires + 1) nodes
            | pivot == k + next
                = treeWalk k verticies a nodes touches
            # weight
                = weight + (select a (next + 1)) - (select a vertex)
            # nodes
                = orderedPrepend (weight, vertex, degree + 1, requires) nodes
            = treeWalk k verticies a nodes touches
        = treeWalk k verticies a nodes touches
    where
        orderedPrepend :: (!Int, Int, Int, Int) ![(!Int, Int, Int, Int)] -> [(Int, Int, Int, Int)]
        orderedPrepend a []
            = [a]
        orderedPrepend a [b : b_]
            # (x, _, _, _)
                = a
            # (y, _, _, _)
                = b
            | y > x
                = [a, b : b_]
            = [b : orderedPrepend a b_]

Start world
    # ((k, a), world)
        = parseArgs world
    = minimalWeight k a

Ajuntar com:
clm -h 1024M -gci 32M -gcf 32 -s 32M -t -nci -ou -fusion -dynamics -IL Platform main

Leva Ke, em seguida, cada elemento de A, como argumentos da linha de comando.