• BZOJ2553[BeiJing2011]禁忌——AC自动机+概率DP+矩阵乘法


    题目描述

           Magic Land上的人们总是提起那个传说:他们的祖先John在那个东方岛屿帮助Koishi与其姐姐Satori最终战平。而后,Koishi恢复了读心的能力……

    如今,在John已经成为传说的时代,再次造访那座岛屿的人们却发现Koishi遇到了新麻烦。

           这次她遇到了Flandre Scarlet——她拥有可以使用禁忌魔法而不会受到伤害的能力。

           为了说明什么是禁忌魔法及其伤害,引入以下概念:

    1.字母集A上的每个非空字符串对应了一个魔法。

    其中A是包含了前alphabet个小写字母的集合。

    2.有一个集合T,包含了N个字母集A上的字符串

    T中的每一串称为一个禁忌串(Taboo string

    3.一个魔法,或等价地,其对应的串s因为包含禁忌而对使用者造成的伤害按以下方式确定:

               把s分割成若干段,考虑其中是禁忌串的段的数目,不同的分割可能会有不同的数目,其最大值就是这个伤害。

    由于拥有了读心的能力,Koishi总是随机地使用Flandre Scarlet的魔法,可以确定的是,她的魔法正好对应字母集A上所有长度为len的串

    但是,Flandre Scarlet所使用的一些魔法是带有禁忌的,由于其自身特性,她可以使用禁忌魔法而不受到伤害,而Koishi就不同了。可怜的Koishi每一次使用对方的魔法都面临着受到禁忌伤害的威胁。

           你现在需要计算的是如果Koishi使用对方的每一个魔法的概率是均等的,那么每一次随机使用魔法所受到的禁忌伤害的期望值是多少。

    输入

    第一行包含三个正整数Nlenalphabet

    接下来N行,每行包含一个串Ti,表示禁忌串。

    输出

    一个非负实数,表示所受到禁忌伤害的期望值。

    样例输入

    2 4 2
    aa
    abb

    样例输出

    0.75
    【样例1解释】
    一共有2^4 = 16种不同的魔法。

    需要注意的是“aabb”的禁忌伤害是1而不是2。

    提示

    100%的数据中N ≤ 5len ≤1091 ≤ alphabet ≤ 26

    在所有数据中,有不少于40%的数据中:N = 1

    数据保证每个串Ti的长度不超过15,并且不是空串。

    数据保证每个Ti均仅含有前alphabet个小写字母。

    数据保证集合T中没有相同的元素,即对任意不同的ij,有TiTj

    【评分方法】

    对于每一组数据,如果没有得到正确的输出(TLE、MLE、RTE、输出格式错误等)得0分。

    否则:设你的输出是YourAns,标准输出是StdAns

    MaxEPS = max(1.0 , StdAns)×10-6

    如果|YourAns – StdAns| ≤ MaxEPS则得10分,否则得0分。

    即:你的答案需要保证相对误差或绝对误差不超过10-6

    因为每个模式串的贡献为1,所以求的期望就可以看做是匹配到模式串的概率之和。

    因为有多个模式串,容易想到把模式串建出AC自动机(转换成trie图),如果一个模式串是另一个模式串的前缀,那么较长的模式串就没有用了。

    设f[i][j]表示在AC自动机上走了i步到达了j节点的概率,那么如果下一步没走到终止节点则f[i+1][son[j][k]]+=f[i][j]*1/alphabet,如果走到终止节点就跳回根节点重新走了。

    但这样求只能得到走len步每次都走模式串上点的概率,真正要求的是所有匹配到模式串的概率和。

    因此假设AC自动机上有cnt个点,只要再建一个虚拟点cnt+1,每个终止节点都先连向cnt+1再从cnt+1连向根节点,这样就好了。

    你发现这样还是过不去,因为len太大了。

    仔细观察一下,可以发现要求的就是从根节点走<=len步到cnt+1这个点的概率之和,而我们建的AC自动机转换成了trie图,那么可以用trie图的邻接矩阵来直接矩阵乘法!

    最后答案就是a[0][cnt+1]。

    注意这道题卡精度,建议全程用longdouble

    #include<set>
    #include<map>
    #include<stack>
    #include<queue>
    #include<cmath>
    #include<cstdio>
    #include<vector>
    #include<bitset>
    #include<cstring>
    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #define ld long double
    using namespace std;
    int s[105][27];
    int cnt;
    char ch[30];
    int n,m,l;
    int fail[105];
    int end[105];
    queue<int>q;
    ld res;
    struct miku
    {
        ld a[105][105];
    };
    miku ans;
    void build(char *ch)
    {
        int len=strlen(ch);
        int now=0;
        for(int i=0;i<len;i++)
        {
            int x=ch[i]-'a';
            if(!s[now][x])
            {
                s[now][x]=++cnt;
            }
            now=s[now][x];
        }
        end[now]=1;
    }
    void get_fail()
    {
        for(int i=0;i<26;i++)
        {
            if(s[0][i])
            {
                fail[s[0][i]]=0;
                q.push(s[0][i]);
            }
        }
        while(!q.empty())
        {
            int now=q.front();
            q.pop();
            for(int i=0;i<26;i++)
            {
                if(s[now][i])
                {
                    q.push(s[now][i]);
                    fail[s[now][i]]=s[fail[now]][i];
                    end[now]|=end[fail[now]];
                }
                else
                {
                    s[now][i]=s[fail[now]][i];
                }
            }
        }
    }
    miku mp(miku x,miku y)
    {
        miku c;
        for(int i=0;i<=cnt;i++)
        {
            for(int j=0;j<=cnt;j++)
            {
                c.a[i][j]=0;
                for(int k=0;k<=cnt;k++)
                {
                    c.a[i][j]+=x.a[i][k]*y.a[k][j];
                }
            }
        }
        return c;
    }
    void quick(miku ans,int k)
    {
        miku b;
        b=ans;
        k--;
        while(k!=0)
        {
            if(k&1)
            {
                b=mp(b,ans);
            }
            k/=2;
            ans=mp(ans,ans);
        }
        printf("%.9lf",(double)b.a[0][cnt]);
    }
    int main()
    {
        scanf("%d%d%d",&n,&l,&m);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%s",ch);
            build(ch);
        }
        get_fail();
        cnt++;
        res=(ld)1/m;
        memset(ans.a,0,sizeof(ans.a));
        for(int i=0;i<cnt;i++)
        {
            for(int j=0;j<m;j++)
            {
                if(end[s[i][j]])
                {
                    ans.a[i][0]+=res;
                    ans.a[i][cnt]+=res;
                }
                else
                {
                    ans.a[i][s[i][j]]+=res;
                }
            }
        }
        ans.a[cnt][cnt]=1;
        quick(ans,l);
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Khada-Jhin/p/9726305.html
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