#1176553 (C++23) No.705 ゴミ拾い Hard

• 問題: No.705 ゴミ拾い Hard
• ユーザー: drken1215
• 提出日時: 2026-08-13 15:58:21
• 言語: C++23 (gcc 15.2.0 + boost 1.90.0)
• 結果: AC
• 実行時間: 294 ms / 1,500 ms
• コード長: 5,223 bytes
• コンパイル時間: 2,848 ms
• コンパイル使用メモリ: 347,368 KB
• 実行使用メモリ: 23,360 KB
• 最終ジャッジ日時: 2026-08-13 15:58:32
• 合計ジャッジ時間: 9,671 ms
• ジャッジサーバーID （参考情報）: judge2_0 / judge1_0

ファイルパターン	結果
sample	AC * 4
other	AC * 40

ソースコード

//
// Totally Monotone 単一始点最短路問題 by D&D SMAWK
//   頂点数 N+1 の DAG, 頂点 i, j 間のコスト f(i, j) が Totally Monotone であることを仮定 (列方向に >< がない)
//   O(N log N)
//
// verified
//   AtCoder EDPC Z - Frog 3
//     https://atcoder.jp/contests/dp/tasks/dp_z 
//
//   Codeforces Round 189 (Div. 1) C. Kalila and Dimna in the Logging Industry
//     https://codeforces.com/contest/319/problem/C 
// 
//   yukicoder No.705 ゴミ拾い Hard
//     https://yukicoder.me/problems/no/705 
//
// Reference:
//   tatyam: Monge の手引き書
//     https://speakerdeck.com/tatyam_prime/monge-noshou-yin-shu
// 


#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;


// find min_j f(i, j) for all i, by Monotone Minima, O(H + W log H)
// f(i, j) must be totally monotone
template<class VAL, class FUNC> void SMAWKRec
(const vector<int> &X, const vector<int> &Y, const FUNC &f, vector<pair<VAL, int>> &res) {
    if (X.empty()) return;

    // Reduce Step
    vector<int> X2, Y2;
    for (auto y : Y) {
        while (!Y2.empty()) {
            int py = Y2.back(), x = X[(int)Y2.size() - 1];
            if (f(x, y) >= f(x, py)) break;
            Y2.pop_back();
        }
        if (Y2.size() < X.size()) Y2.emplace_back(y);
    }

    // Recurse Step
    for (int i = 1; i < (int)X.size(); i += 2) X2.emplace_back(X[i]);
    SMAWKRec(X2, Y2, f, res);

    // Interpolate Step
    int p = 0;
    for (int i = 0; i < (int)X.size(); i += 2) {
        int lim = (i + 1 < (int)X.size() ? res[X[i + 1]].second : Y.back()), best = Y[p];
        while (Y[p] < lim) {
            p++;
            if (f(X[i], Y[p]) < f(X[i], best)) best = Y[p];
        }
        res[X[i]] = {f(X[i], best), best};
    }
}
template<class VAL, class FUNC> vector<pair<VAL, int>> SMAWK(int H, int W, const FUNC &f) {
    if (H == 0) return {};
    assert(W > 0);
    vector<pair<VAL, int>> res(H, make_pair(numeric_limits<VAL>::max() / 2, -1));
    vector<int> X(H), Y(W);
    for (int i = 0; i < H; i++) X[i] = i;
    for (int j = 0; j < W; j++) Y[j] = j;
    SMAWKRec(X, Y, f, res);
    return res;
}

// find shortest path on DAG with totally monotone cost, by D&D SMAWK, O(N log N)
// vertex: 0, 1, 2, ..., N
// f(i, j) must be totally monotone
template<class VAL, class FUNC> vector<pair<VAL, int>> DDSMAWK(int N, const FUNC &f) {
    vector<pair<VAL, int>> res(N + 1, make_pair(numeric_limits<VAL>::max() / 2, -1));
    vector<pair<VAL, int>> tmp(N + 1);
    res[0].first = VAL(0);
    auto f2 = [&](int i, int j) -> VAL { return res[j].first + f(j, i); };
    auto rec = [&](auto &&rec, int left, int right) -> void {
        if (right - left <= 1) return;
        int mid = (left + right) / 2;
        vector<int> X(right - mid), Y(mid - left);
        for (int i = mid; i < right; i++) X[i - mid] = i;
        for (int j = left; j < mid; j++) Y[j - left] = j;
        rec(rec, left, mid);
        SMAWKRec(X, Y, f2, tmp);
        for (auto x : X) if (tmp[x].first < res[x].first) res[x] = tmp[x];
        rec(rec, mid, right);
    };
    rec(rec, 0, N + 1);
    return res;
}


//------------------------------//
// Examples
//------------------------------//

// AtCoder EDPC Z - Frog 3
/*
    H は単調増加数列
    chmin(dp[j], dp[i] + (H[j] - H[i])^2 + C)
    i -> j のコスト：(H[j] - H[i])^2 ...... 差の凸関数は Monge
    スタート: 0, ゴール: N-1
*/
void EDPC_Z() {
    long long N, C;
    cin >> N >> C;
    vector<long long> H(N);
    for (long long i = 0; i < N; i++) cin >> H[i];
    auto func = [&](int i, int j) -> long long {
        return (H[j] - H[i]) * (H[j] - H[i]) + C;
    };
    auto res = DDSMAWK<long long>(N-1, func);
    cout << res[N-1].first << endl;
}

// Codeforces Round 189 (Div. 1) C. Kalila and Dimna in the Logging Industry
/*
    A: 単調増加, B: 単調減少, ともに長さ N
    i -> j のコストが、B[i] × A[j] で与えられる ..... 単調増加 × 単調減少は Monge
    スタート: 0, ゴール: N-1
*/
void Codeforces_189_C() {
    long long N;
    cin >> N;
    vector<long long> A(N), B(N);
    for (int i = 0; i < N; i++) cin >> A[i];
    for (int i = 0; i < N; i++) cin >> B[i];
    auto func = [&](int i, int j) -> long long {
        return B[i] * A[j];
    };
    auto res = DDSMAWK<long long>(N-1, func);
    cout << res[N-1].first << endl;
}

// yukicoder No.705 ゴミ拾い Hard
/*
    A, X, Y: N 個
    これらを区間に分割していく
    　dp[j] = min_{0 ≦ i < j}(dp[i] + |A[j-1] - X[i]|^3 + |-Y[i]|^3)
    i -> j のコスト：|A[j-1] - X[i]|^3 + |-Y[i]|^3 ...... 差の凸関数 (Monge) + 縞々 (Monge) -> Monge
    スタート: 0, ゴール: N
*/
void yukicoder_705() {
    int N;
    cin >> N;
    vector<long long> A(N), X(N), Y(N);
    for (int i = 0; i < N; i++) cin >> A[i];
    for (int i = 0; i < N; i++) cin >> X[i];
    for (int i = 0; i < N; i++) cin >> Y[i];
    auto func = [&](int i, int j) -> long long {
        long long dx = abs(A[j-1] - X[i]), dy = abs(Y[i]);
        return dx * dx * dx + dy * dy * dy;
    };
    auto res = DDSMAWK<long long>(N, func);
    cout << res[N].first << endl;
}


int main() {
    //EDPC_Z();
    //Codeforces_189_C();
    yukicoder_705();
}