P16530 [THUPC 2026 决赛] 积木消除游戏
题目背景
来自 2026 清华大学学生程序设计竞赛暨高校邀请赛(THUPC2026)决赛。
题解等资源可在 https://github.com/dapingguo8/THUPC2026-final 查看。
> 欣赏完绚丽的幻光留影,大家又被不远处的积木消除小游戏区吸引了目光。
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> 桌面上整齐排列着五颜六色的积木。小 T 和小 S 作为摊主,各自提供了一个能够批量消除积木的魔法筛网。游戏规则很简单:大家可以反复使用这两个筛网进行消除,最终根据桌面上剩余总积木数量进行排名。
题目描述
桌面上整齐排列着 $n$ 堆积木,第 $i \ (1 \le i \le n)$ 堆的初始数量为 $a_i$。
小 T 和小 S 分别提供了网眼大小为 $p, q$ 的两个魔法筛网,能将覆盖的积木堆按对应的模数取余,从而将积木批量消除。在自然展开时,这两个筛网都恰好跨越 $k$ 堆积木的宽度。它们具有特殊的弹性,可以向两端自由拉伸以覆盖更长的范围,但无法向内压缩收拢。魔法筛网的使用方式如下:
- 选定一段长度**至少为 $k$** 的连续的积木区间 $[l, r]$ 并铺上筛网;
- 从两个魔法筛网中任选一个,即选定 $m \in \{p, q\}$;
- 对于区间 $[l, r]$ 内的每一堆积木,将其数量对 $m$ 取余,即令 $a_i \gets a_i \bmod m$。
既然参与了这场游戏,你自然不满足于平庸的成绩。为了在排行榜上拔得头筹,你想知道,通过反复使用任意次数的魔法筛网,最终桌面上剩余的积木总数(即 $\sum_{i = 1} ^ n a_i$)最少能被消除到多少?
输入格式
每个测试点中包含多组测试数据。输入的第一行包含一个正整数 $T \ (1 \le T \le 10 ^ 4)$,表示数据组数。对于每组测试数据:
- 第一行包含四个正整数 $n, k, p, q \ (1 \le k \le n \le 10 ^ 5, \ 1 \le p < q \le 10 ^ 9)$,分别表示积木的堆数、筛网自然展开时跨越的积木堆数,以及两个魔法筛网的网眼大小。
- 第二行包含 $n$ 个正整数 $a_1, a_2, \dots, a_n \ (1 \le a_i \le 10 ^ 9)$,分别表示每堆积木的初始数量。
保证所有测试数据中 $n$ 的和不超过 $10 ^ 5$。
输出格式
对于每组测试数据,输出一行一个非负整数,表示桌面上剩余总积木数量的最小值。
说明/提示
对于第二组测试数据,一种能使桌面上剩余积木总数达到最小值 $11$ 的操作方式如下:
- 选定区间 $[1, 4]$ 并使用网眼大小为 $10$ 的魔法筛网,剩余的积木数量变为 $[1, 1, 9]$。
对于第三组测试数据,一种能使桌面上剩余积木总数达到最小值 $3$ 的操作方式如下:
- 选定区间 $[2, 4]$ 并使用网眼大小为 $4$ 的魔法筛网,剩余的积木数量变为 $[1, 2, 3, 0]$;
- 选定区间 $[1, 3]$ 并使用网眼大小为 $3$ 的魔法筛网,剩余的积木数量变为 $[1, 2, 0, 0]$。