题意:
给你n nn张卡片,每张卡片正面写有数字a aa,反面写有数字b bb,[ 1 , 2 ∗ n ] [1,2*n][1,2∗n]之间的整数在这些数字中都恰好出现一次,我们认为这n nn张牌是排好序的当且仅当a i < a i + 1 , b i > b i + 1 a_i<a_{i+1},b_i>b_{i+1}ai<ai+1,bi>bi+1,你现在有两种操作:
( 1 ) (1)(1)将第i ii张牌翻过来。
( 2 ) (2)(2)重新排序n nn张牌,顺序任意。
问最少需要翻几次牌,或者无解。
思路:
首先如果存在一个位置的a i < n , b i < n a_i<n,b_i<nai<n,bi<n,那么由鹊巢原理可知,一定存在某一位置a i > n , b i > n a_i>n,b_i>nai>n,bi>n,这两个牌的位置不管怎么牌都不符合要求,这种情况无解。
之后我们考虑将[ 1 , n ] [1,n][1,n]都翻到正面,之后设f ( i ) f(i)f(i)表示与i ii卡片对应的数。之后我们就将卡牌转换成了( i , f ( i ) ) (i,f(i))(i,f(i))这样的形式。目前我们保证了正面的i ii是递增的,反面是不确定的,答案一定是将某些牌翻面,让后放在最后面,因为反面之后[ 1 , n ] [1,n][1,n]的数到反面,一定小于[ n + 1 , n ∗ 2 ] [n+1,n*2][n+1,n∗2],且反面之后还需要将其r e v e r s e reversereverse一下,因为在正面是升序,反面应该降序。这样就需要对我们的f ( i ) f(i)f(i)有要求了,先给出结论:能将f ( i ) f(i)f(i)分成至多两个单调下降子序列的时候才有解。 我们观察一下上面说的情况,在翻面之后,翻面之后还反面的肯定是需要单调递减的,而翻到正面的由于我们需要r e v e r s e reversereverse一下, 在r e v e r s e reversereverse之后需要递增,那么原来也需要递减,所以结论成立。
现在问题就变成将f ( i ) f(i)f(i)分成至多两个单调递减的子序列,这个是个经典贪心问题,直接用两个栈,当小于某个栈的时候直接放进去就好了。但是这个题需要翻最少的次数,我们怎么才能保证是最优解呢?题解有一个很妙的方法,就按照m i n j < = i f ( j ) > m a x j > i f ( j ) min_{j<=i} f(j) > max_{j>i} f(j)minj<=if(j)>maxj>if(j)分成若干段,即在i , i + 1 i,i+1i,i+1之间加一块隔板,就可以将这几段分成若干个子问题,这几段满足如下两个性质:
( 1 ) (1)(1)每段都相互独立
( 2 ) (2)(2)每段内的划分方案是唯一的。
独立是比较容易想到的,因为保证了m i n j < = i f ( j ) > m a x j > i f ( j ) min_{j<=i} f(j) > max_{j>i} f(j)minj<=if(j)>maxj>if(j),所以每两段答案一定是可以接在一起的。
方案唯一性的证明想了好长时间也没想明白,就不说了。
这样的话对于每一段,维护两个栈,贪心的选就好了。
//#pragma GCC optimize("Ofast,no-stack-protector,unroll-loops,fast-math")
//#pragma GCC target("sse,sse2,sse3,ssse3,sse4.1,sse4.2,avx,avx2,popcnt,tune=native")
//#pragma GCC optimize(2)
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstring>
#include<map>
#include<cmath>
#include<cctype>
#include<vector>
#include<set>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<sstream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#define X first
#define Y second
#define L (u<<1)
#define R (u<<1|1)
#define pb push_back
#define mk make_pair
#define Mid (tr[u].l+tr[u].r>>1)
#define Len(u) (tr[u].r-tr[u].l+1)
#define random(a,b) ((a)+rand()%((b)-(a)+1))
#define db puts("---")
using namespace std;
//void rd_cre() { freopen("d://dp//data.txt","w",stdout); srand(time(NULL)); }
//void rd_ac() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//AC.txt","w",stdout); }
//void rd_wa() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//WA.txt","w",stdout); }
typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair<int,int> PII;
const int N=1000010,mod=1e9+7,INF=0x3f3f3f3f;
const double eps=1e-6;
int n;
int f[N],c[N];
int pre[N],suf[N];
PII p[N];
int get(int l,int r)
{
int len1,len2,top1,top2,c1,c2;
len1=len2=c1=c2=0;
top1=top2=INF;
int flag=0;
for(int i=l;i<=r;i++)
{
if(top1>f[i]) top1=f[i],c1+=c[i],len1++;
else if(top2>f[i]) top2=f[i],c2+=c[i],len2++,flag=1;
else return -1;
}
return min(c1+len2-c2,c2+len1-c1);
}
int main()
{
// ios::sync_with_stdio(false);
// cin.tie(0);
int flag=1;
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++)
{
int a,b; scanf("%d%d",&a,&b);
if(a>b) swap(a,b),c[a]=1;
if(a>n&&b>n) flag=0;
p[i]={a,b}; f[a]=b;
}
if(!flag) { puts("-1"); return 0; }
pre[1]=f[1]; suf[n]=f[n];
for(int i=2;i<=n;i++) pre[i]=min(pre[i-1],f[i]);
for(int i=n-1;i>=1;i--) suf[i]=max(suf[i+1],f[i]);
pre[0]=INF;
LL ans=0;
int cnt=0;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
int st=i;
cnt++;
while(pre[i]<=suf[i+1]) i++;
int now=get(st,i);
if(now==-1) { puts("-1"); return 0; }
ans+=now;
}
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}
/*
5 3 2 1 4
*/