#P1053. 【WC2026】二进制

【WC2026】二进制

小 H 在学习二进制运算的过程中遇到了一个经典问题:给定一个初始为 $0$ 的整数,每次操作可以将其乘 $2$ 或加 $1$,求将其变为某个给定正整数 $x$ 的最少操作次数。小 H 发现,这可以根据 $x$ 的二进制表示求出答案。

基于这个问题,小 H 提出了以下问题:给定两个正整数 $x, y$,定义一次操作为以下四种之一:

  1. 将 $x$ 乘 $2$,即 $x \leftarrow 2x$;
  2. 将 $y$ 乘 $2$,即 $y \leftarrow 2y$;
  3. 将 $x$ 加 $1$,即 $x \leftarrow x + 1$;
  4. 将 $y$ 加 $1$,即 $y \leftarrow y + 1$。

小 H 想知道最少需要多少次操作,才能使得 $x$ 和 $y$ 相等。你需要帮助小 H 求出操作次数的最小值。

【实现细节】

选手不需要,也不应该实现 main 函数。

选手需要确保提交的程序包含头文件 binary.h,即在程序开头加入以下代码:

#include "binary.h"

选手需要在提交的程序源文件 binary.cpp 中实现以下两个函数:

void init(int c, int t);
  • $c, t$ 分别表示测试点编号与测试数据组数。$c = 0$ 表示该测试点为样例。
  • 对于每个测试点,该函数会在程序开始运行时被交互库调用恰好一次。
long long binary(long long x, long long y);
  • $x, y$ 表示给定的两个数。
  • 该函数需要返回操作次数的最小值。
  • 对于每个测试点,该函数会被交互库调用恰好 $t$ 次。

注意:在任何情况下,交互库运行所需时间均不会超过 $1.8$ 秒,所用内存为固定大小,且均不超过 $64$ MiB。

【测试程序方式】

试题目录下的 grader.cpp 是交互库参考实现,最终测试时所用的交互库实现与该参考实现有所不同,因此选手的解法不应该依赖交互库实现。

选手可以在本题目下使用如下命令编译得到可执行程序:

g++ grader.cpp binary.cpp -o binary -O2 -std=c++14 -static

输入格式

对于编译得到的可执行程序:

  • 可执行文件将从标准输入读入以下格式的数据:
    • 输入的第一行包含两个非负整数 $c, t$,分别表示测试点编号和测试数据组数。
    • 接下来依次为每组测试数据,对于每组测试数据:
      • 第一行包含两个正整数 $x, y$,表示给定的两个数。

输出格式

  • 可执行文件将输出以下格式的数据至标准输出:
    • 对于每组测试数据,输出一行一个整数,表示操作次数的最小值。

输入输出样例 #1

输入 #1

0 5
1 2
1 5
3 6
7 33
5 9

输出 #1

1
3
1
4
2

说明/提示

【下发文件说明】

在本试题目录下:

  1. grader.cpp 是提供的交互库参考实现。
  2. binary.h 是头文件,选手不用关心具体内容。
  3. template_binary.cpp 是提供的示例代码,选手可参考并实现自己的代码。

选手注意对所有下发文件做好备份。最终评测时只测试本试题目录下的 binary.cpp,对该程序以外文件的修改不会影响评测结果。

【数据范围】

对于所有测试数据,均有:

  • $1 \le t \le 5 \times 10^7$;
  • $1 \le x < y \le 10^{18}$。

::cute-table{tuack}

测试点编号 $t =$ $y \le$ 特殊性质
$1 \sim 4$ $10$ $10$
$5$ $10^2$ $10^2$ B
$6$ ^ ^
$7,8$ $10^3$ $10^3$ B
$9 \sim 11$ ^ ^
$12$ $10$ $10^6$ A
$13$ ^ ^
$14$ $10^6$ ^ A
$15$ ^ ^ B
$16$ ^ ^
$17,18$ ^ $10^{18}$ B
$19 \sim 21$ ^ ^
$22 \sim 24$ $2.5 \times 10^7$ ^ ^
$25$ $5 \times 10^7$ ^ ^
  • 特殊性质 A:$y - x \le 10^3$。
  • 特殊性质 B:存在 $k \ge 1$ 与 $0 \le z < 2^k$ 满足 $y = x \times 2^k + z$。

【评分方式】

注意:

  • 选手不应当通过非法方式获取交互库的内部信息,如直接与标准输入、输出流进行交互。此类行为将被视为作弊;
  • 最终的评测交互库与样例交互库的实现不同。

本题首先会受到和传统题相同的限制,例如编译错误会导致整道题目得 $0$ 分,运行时错误、超过时间限制、超过空间限制等会导致相应测试点得 $0$ 分。选手只能在程序中访问自己定义的变量以及交互库给出的变量,尝试访问其他地址空间可能导致编译错误或运行错误。

在上述条件基础上:

  • 对于每个测试点,程序得到满分当且仅当每次调用 binary 函数时返回的答案均正确。

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