题意:
- 有一个有向图 (G),其基图是一棵树
- 求它拓扑序的个数 (mod (10^9+7))
- (n in [1,1000])
如果你按照拓扑排序的方法来做,那恐怕你已经想偏了。因为“求拓扑排序个数”本身就是一个 NP 问题,只能使用指数级的状压 (dp) 一类的算法来解决,而本题数据范围给到 (1000),暗示着我们要充分利用“(G) 的基图是一棵树”这个条件。
故可以想到树形 (dp)。(dp[x][i]) 表示将以 (x) 为根的子树进行拓扑排序后,(x) 位于拓扑序的第 (i) 位的方案数。
然后,然后……我就不会做了/kk
考虑转移,也就是要合并两个序列 (x,y),用 (dp[x][i]) 和 (dp[y][j]) 更新 (newdp[x][k])。要分 (x) 拓扑序在 (y) 前面和在 (y) 后面两种情况。这里以 (x) 拓扑序在 (y) 前面为例。
一个非常蠢的想法是,枚举 (x,y) 在新序列中的位置,然后乘法原理转移。但是这样肯定爆炸。
注意到,当 (i,j) 确定后,(k) 可以取到的范围是一个区间。
因为原本在 (x) 前面的那 (i-1) 个数现在依旧在 (x) 前面;原本在 (x) 后面的数现在依旧在 (x) 后面。
而因为 (x) 的拓扑序小于 (y) 的拓扑序,原本在 (y) 后面的数现在也在 (x) 的后面;原本在 (y) 前面的那 (j-1) 个数,现在可以在 (x) 前面,也可以在 (x) 后面。
故我们有 (k in [i-1+1,i-1+j-1+1]=[i,i+j-1])。
(k) 的范围确定之后,转移当然还要使用组合数。我们考虑将原本 (x) 序列中的数在新序列中的位置确定下来,这样整个序列就已经确定了。
新序列中,比 (x) 小的那 (k-1) 个数中,必定有 (i-1) 个来自原序列,故这一部分的方案数为 (dbinom{k-1}{i-1})。
同理,填好比 (x) 大的数的方案数为 (dbinom{siz[x]+siz[y]-k}{siz[x]-i})
因此我们有状态转移方程:
这个转移是 (mathcal O(n^3)),考虑对其进行优化。
首先给出朴素转移的伪代码:
for i from 1 to siz[x]:
for j from 1 to siz[y]:
for k from i to i+j-1:
transfer
注意到我们状态转移方程里 (k) 出现的频率很高,但是 (j) 出现的频率很低。
这启示我们,可以改变循环的顺序,先枚举 (k) 再枚举 (j),看看会发生些什么。
至于循环范围的推导……会做这道题的人应该不至于不会推导循环范围吧,实在不行打个表也行啊(
因此我们得到先枚举 (k) 再枚举 (j) 的伪代码:
for i from 1 to siz[x]:
for k from i to i+siz[y]-1:
for j from k-i+1 to siz[y]:
transfer
然后发现 (j) 变化的区间是一个后缀,故可以使用前缀和进行优化。
以上是 (x) 在 (y) 之前的情况。(x) 在 (y) 之后的情况也同理,只不过把 (k) 的变化范围改为 ([i+j,i+siz[y]]) 而已,其余部分见代码。
/*
Contest: -
Problem: P4099
Author: tzc_wk
Time: 2020.8.14
*/
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define fi first
#define se second
#define pb push_back
#define fz(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)
#define fd(i,a,b) for(int i=a;i>=b;i--)
#define foreach(it,v) for(__typeof(v.begin()) it=v.begin();it!=v.end();it++)
#define all(a) a.begin(),a.end()
#define fill0(a) memset(a,0,sizeof(a))
#define fill1(a) memset(a,-1,sizeof(a))
#define fillbig(a) memset(a,0x3f,sizeof(a))
#define y1 y1010101010101
#define y0 y0101010101010
typedef pair<int,int> pii;
typedef long long ll;
inline int read(){
int x=0,neg=1;char c=getchar();
while(!isdigit(c)){
if(c=='-') neg=-1;
c=getchar();
}
while(isdigit(c)) x=x*10+c-'0',c=getchar();
return x*neg;
}
const int MOD=1e9+7;
int n,ecnt,head[2005],to[2005],sgn[2005],nxt[2005];
ll dp[1005][1005],sum[1005][1005],C[1005][1005];
int siz[1005];
inline int get(char c){
return (c=='>')?1:-1;
}
inline void adde(int u,int v,int w){
to[++ecnt]=v;sgn[ecnt]=w;nxt[ecnt]=head[u];head[u]=ecnt;
}
inline void clear(){
ecnt=0;fill0(head);fill0(to);fill0(sgn);fill0(nxt);fill0(dp);
}
ll tmp[1005];
inline void dfs(int x,int fa){
siz[x]=1;dp[x][1]=1;
for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
int y=to[i],z=sgn[i];if(y==fa) continue;dfs(y,x);
fz(i,1,siz[x]) tmp[i]=dp[x][i],dp[x][i]=0;
if(z==1) fz(i,1,siz[x]) fz(k,i,i+siz[y]-1)
dp[x][k]=(dp[x][k]+tmp[i]*(sum[y][siz[y]]-sum[y][k-i]+MOD)%MOD*C[k-1][i-1]%MOD*C[siz[x]+siz[y]-k][siz[x]-i]%MOD)%MOD;
else fz(i,1,siz[x]) fz(k,i+1,i+siz[y])
dp[x][k]=(dp[x][k]+tmp[i]*sum[y][k-i]%MOD*C[k-1][i-1]%MOD*C[siz[x]+siz[y]-k][siz[x]-i]%MOD)%MOD;
siz[x]+=siz[y];
}
// fz(i,1,siz[x]){
// cout<<x<<" "<<i<<" "<<dp[x][i]<<endl;
// }
fz(i,1,siz[x]) sum[x][i]=(sum[x][i-1]+dp[x][i])%MOD;
}
inline void prework(){
fz(i,0,1000) C[i][0]=1;
fz(i,1,1000) fz(j,1,i) C[i][j]=(C[i-1][j]+C[i-1][j-1])%MOD;
}
inline void solve(){
n=read();clear();
fz(i,1,n-1){
int u,v;char c;cin>>u>>c>>v;u++;v++;
adde(u,v,get(c));adde(v,u,-get(c));
}
dfs(1,0);
ll ans=0;
printf("%lld
",sum[1][n]);
}
int main(){
prework();
int T=read();
while(T--) solve();
return 0;
}