2132 「NOI2015」荷马史诗

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题目描述

追逐影子的人,自己就是影子。 ——荷马

Allison 最近迷上了文学。她喜欢在一个慵懒的午后,细细地品上一杯卡布奇诺,静静地阅读她爱不释手的《荷马史诗》。但是由《奥德赛》和《伊利亚特》组成的鸿篇巨制《荷马史诗》实在是太长了,Allison 想通过一种编码方式使得它变得短一些。

一部《荷马史诗》中有 $n$ 种不同的单词,从 $1$ 到 $n$ 进行编号。其中第 $i$ 种单词出现的总次数为 $w_i$。Allison 想要用 $k$ 进制串 $s_i$ 来替换第 $i$ 种单词,使得其满足如下要求: 对于任意的 $1 \leq i,j \leq n, \ i \neq j$,都有:$s_i$ 不是 $s_j$ 的前缀。

现在 Allison 想要知道,如何选择 $s_i$,才能使替换以后得到的新的《荷马史诗》长度最小。在确保总长度最小的情况下,Allison 还想知道最长的 $s_i$ 的最短长度是多少?

一些定义:

一个字符串被称为 $k$ 进制字符串,当且仅当它的每个字符是 $0$ 到 $k−1$ 之间(包括 $0$ 和 $k−1$)的整数。

字符串 $\text{Str}_1$ 被称为字符串 $\text{Str}_2$ 的前缀,当且仅当:存在 $1 \leq t \leq m$,使得 $\text{Str}_1=\text{Str}_2[1 \ldots t]$。其中,$m$ 是字符串 $\text{Str}_2$ 的长度,$\text{Str}_2[1 \ldots t]$ 表示 $\text{Str}_2$ 的前 $t$ 个字符组成的字符串。

输入格式

输入文件的第一行包含两个正整数 $n,k$,中间用单个空格隔开,表示共有 $n$ 种单词,需要使用 $k$ 进制字符串进行替换。

接下来 $n$ 行,第 $i+1$ 行包含 $1$ 个非负整数 $w_i$,表示第 $i$ 种单词的出现次数。

输出格式

输出文件包括两行。

第一行输出一个整数,为《荷马史诗》经过重新编码以后的最短长度。

第二行输出一个整数,为保证最短总长度的情况下,最长字符串 $s_i$ 的最短长度。

样例 1

用 $X_{(k)}$ 表示 $X$ 是以 $k$ 进制表示的字符串。

一种最优方案:令 $00_{(2)}$ 替换第一种单词,$01_{(2)}$ 替换第二种单词,$10_{(2)}$ 替换第三种单词,$11_{(2)}$ 替换第四种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:$1 \times 2+1 \times 2+2 \times 2+2 \times 2=12$,最长字符串 $s_i$ 的长度为 $2$。

一种非最优方案:令 $000_{(2)}$ 替换第一种单词,$001_{(2)}$ 替换第二种单词,$01_{(2)}$ 替换第三种单词,$1_{(2)}$ 替换第四种单词。在这种方案下,编码以后的最短长度为:$1 \times 3+1 \times 3+2 \times 2+2 \times 1=12$,最长字符串 $s_i$ 的长度为 $3$。与最优方案相比,文章的长度相同,但是最长字符串的长度更长一些。

样例 2

一种最优方案:令 $000_{(3)}$ 替换第 $1$ 种单词,$001_{(3)}$ 替换第 $2$ 种单词,$01_{(3)}$ 替换第 $3$ 种单词,$02_{(3)}$ 替换第 $4$ 种单词,$1_{(3)}$ 替换第 $5$ 种单词,$2_{(3)}$ 替换第 $6$ 种单词。

数据范围与提示

#### 限制与约定 | Case # | $n$ 的规模 | $k$ 的规模 | 附加限制 | |:-:|:-:|:-:|:-:| | 1 | $n = 3$ | $k = 2$ | - | | 2 | $n = 5$ | $k = 2$ | - | | 3 | $n = 16$ | $k = 2$ | 所有 $w_i$ 均相等 | | 4 | $n = 1000$ | $k = 2$ | $w_i$ 在取值范围内均匀随机 | | 5 | $n = 1000$ | $k = 2$ | - | | 6 | $n = 100000$ | $k = 2$ | - | | 7 | $n = 100000$ | $k = 2$ | 所有 $w_i$ 均相等 | | 8 | $n = 100000$ | $k = 2$ | - | | 9 | $n = 7$ | $k = 3$ | - | | 10 | $n = 16$ | $k = 3$ | 所有 $w_i$ 均相等 | | 11 | $n = 1001$ | $k = 3$ | 所有 $w_i$ 均相等 | | 12 | $n = 99999$ | $k = 4$ | 所有 $w_i$ 均相等 | | 13 | $n = 100000$ | $k = 4$ | - | | 14 | $n = 100000$ | $k = 4$ | - | | 15 | $n = 1000$ | $k = 5$ | - | | 16 | $n = 100000$ | $k = 7$ | $w_i$ 在取值范围内均匀随机 | | 17 | $n = 100000$ | $k = 7$ | - | | 18 | $n = 100000$ | $k = 8$ | $w_i$ 在取值范围内均匀随机 | | 19 | $n = 100000$ | $k = 9$ | - | | 20 | $n = 100000$ | $k = 9$ | - | 对于所有数据,保证 $2 \leq n \leq 100000, \ 2 \leq k \leq 9, \ 0 \lt w_i \leq 10^{11}$。选手请注意使用 $64$ 位整数进行输入输出、存储和计算。 #### 评分方式 对于每个测试点: 若输出文件的第 $1$ 行正确,得到该测试点 $40\%$ 的分数; 若输出文件完全正确,得到该测试点 $100\%$ 的分数。

样例

样例输入 1

4 2 1 1 2 2

样例输出 1

12 2

样例输入 2

6 3 1 1 3 3 9 9

样例输出 2

36 3