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#3026. 「NOI2015」荷马史诗

统计

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

input

4 2
1
1
2
2

output

12
2

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

input

6 3
1
1
3
3
9
9

output

36
3

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。