• [bzoj] 1004: [HNOI2008]Cards


    Description

      小春现在很清闲,面对书桌上的N张牌,他决定给每张染色,目前小春只有3种颜色:红色,蓝色,绿色.他询问Sun有
    多少种染色方案,Sun很快就给出了答案.进一步,小春要求染出Sr张红色,Sb张蓝色,Sg张绝色.他又询问有多少种方
    案,Sun想了一下,又给出了正确答案. 最后小春发明了M种不同的洗牌法,这里他又问Sun有多少种不同的染色方案.
    两种染色方法相同当且仅当其中一种可以通过任意的洗牌法(即可以使用多种洗牌法,而每种方法可以使用多次)洗
    成另一种.Sun发现这个问题有点难度,决定交给你,答案可能很大,只要求出答案除以P的余数(P为质数).

    Input

      第一行输入 5 个整数:Sr,Sb,Sg,m,p(m<=60,m+1<p<100)。n=Sr+Sb+Sg。
    接下来 m 行,每行描述一种洗牌法,每行有 n 个用空格隔开的整数 X1X2...Xn,恰为 1 到 n 的一个排列,
    表示使用这种洗牌法,第 i位变为原来的 Xi位的牌。输入数据保证任意多次洗牌都可用这 m种洗牌法中的一种代
    替,且对每种洗牌法,都存在一种洗牌法使得能回到原状态。

    Output

      不同染法除以P的余数

    Sample Input

    1 1 1 2 7
    2 3 1
    3 1 2

    Sample Output

    2

    HINT

      有2 种本质上不同的染色法RGB 和RBG,使用洗牌法231 一次可得GBR 和BGR,使用洗牌法312 一次 可得BRG 

    和GRB。

    100%数据满足 Max{Sr,Sb,Sg}<=20。

    Source

    这里转载一篇讲的比较好的文章:Burnside引理和Polya定理

    引理和定理的区别:

    引理是数学中为了取得某个更好的定理而作为步骤被证明的命题,其意义并不在于自身被证明,而在于为达成最终定理作出贡献.
    一个引理可用于证明多个定理.数学中存在很多著名的引理,这些引理可能对很多问题的解决有帮助.例如欧几里得引理等
     
    burnside引理:
    设G={a1,a2,…ag}是目标集[1,n]上的置换群。每个置换都写成不相交循环的乘积。  是在置换ak的作用下不动点的个数,也就是长度为1的循环的个数。通过上述置换的变换操作后可以相等的元素属于同一个等价类。若G将[1,n]划分成l个等价类,则:等价类个数为:
     
     
    百科上写的什么鬼。。。(黑人问号???)
     
    用这个例子来说明:

    例1:一正方形分成4格,2着色,有多少种方案?其中,经过转动相同的图象算同一方案。

    对图中图像的置换可以分为以下四种:
    不动:a1=(1)(2)…(16)
    逆时针转90度 :a2=(1)(2)(3 4 5 6)(7 8 9 10) (11 12)(13 14 15 16)
    顺时针转90度 :a3=(1)(2)(6 5 4 3)(10 9 8 7)(11 12)(16 15 14 13)
    转180度:a4=(1)(2)(3 5)(4 6)(7 9)(8 10)(11)(12) (13 15)(14 16)
    由Burnside引理,共有(16+2+2+4)/4=6(种方案)
     
    这里除以4代表4种方案数
    16+2+2+4分别代表每种方案置换后和原本一样的格子
    a1:(1)(2)…(16)
    a2:(1)(2)
    a3:(1)(2)
    a4:(1)(2)(11)(12)
     
    然后我们可以写出DP转移方程求方案数:
    f[i][j][k]=f[i-d[h]][j][k]+f[i][j-d[h]][k]+f[i][j][k-d[h]]
    f[i][j][k]表示r,g,b分别为i,j,k时的方法数
     
    最后使用扩展欧几里德定理求ans%p
     
     1 #include<iostream>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstring>
     4 using namespace std;
     5 
     6 int sr,sb,sg,n,m,p,ans;
     7 int a[70][70],f[70][70][70],d[70];
     8 bool b[70];
     9 
    10 int dp(int x)
    11 {
    12     memset(b,0,sizeof(b));
    13     int sum=0,t;
    14     for(int i=1;i<=n;i++)
    15         if(!b[i])
    16         {
    17             d[++sum]=1;t=i;
    18             b[t]=1;
    19             while(!b[a[x][t]])
    20             {
    21                 d[sum]++;
    22                 b[a[x][t]]=1;
    23                 t=a[x][t];
    24             }
    25         }
    26     memset(f,0,sizeof(f));
    27     f[0][0][0]=1;
    28     for(int h=1;h<=sum;h++)
    29         for(int i=sr;i>=0;i--)
    30             for(int j=sb;j>=0;j--)
    31                 for(int k=sg;k>=0;k--)
    32                 {
    33                     if(i>=d[h]) f[i][j][k]=(f[i][j][k]+f[i-d[h]][j][k])%p;
    34                     if(j>=d[h]) f[i][j][k]=(f[i][j][k]+f[i][j-d[h]][k])%p;
    35                     if(k>=d[h]) f[i][j][k]=(f[i][j][k]+f[i][j][k-d[h]])%p;
    36                 }
    37     return f[sr][sb][sg];
    38 }
    39 
    40 int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)
    41 {
    42     if(b==0)
    43     {
    44         x=1;y=0;
    45         return a;
    46     }
    47     int q=exgcd(b,a%b,y,x);
    48     y-=a/b*x;
    49     return q;
    50 }
    51 
    52 int main()
    53 {
    54     scanf("%d %d %d %d %d",&sr,&sb,&sg,&m,&p);
    55     n=sr+sb+sg;
    56     for(int i=1;i<=m;i++)
    57         for(int j=1;j<=n;j++)
    58             scanf("%d",&a[i][j]);
    59     m++;
    60     for(int i=1;i<=n;i++) a[m][i]=i;
    61     for(int i=1;i<=m;i++)
    62         ans=(ans+dp(i))%p;
    63     int x,y;
    64     exgcd(m,p,x,y);
    65     while(x<=0) x+=p,y-=m;
    66     printf("%d",ans*x%p);
    67     return 0;
    68 }
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