BZOJ 1009 GT考试

题面

Description

阿申准备报名参加GT考试，准考证号为(N)位数(X_1 X_2 .. X_n(0 <= X_i <= 9)),他不希望准考证号上出现不吉利的数字。
他的不吉利数学(A_1 A_2 .. A_m (0 <= A_i <= 9))有M位，不出现是指(X_1 X_2 .. X_n)中没有恰好一段等于(A_1 A_2 .. A_m). (A_1)和(X_1)可以为(0)

Input

第一行输入(N,M,K).接下来一行输入(M)位的数。 (N<=10^9,M<=20,K<=1000)

Output

阿申想知道不出现不吉利数字的号码有多少种，输出模K取余的结果.

Sample Input

4 3 100 
111

Sample Output

81

题解

KMP + DP.
我们令f[i][j]表示当长度为(i), 且匹配到不吉利号码的第(j)位的号码有多少个. 则有:

[f[i][j] = sum_{k in [0, m)} f[i - 1][k] imes trans[k][j] ]

其中trans[i][j]表示在一个匹配到不吉利串第(i)位的字符串末尾添加一个字母后, 使得这个字符串匹配到不吉利串第(j)位的字母个数. 它是一个(n imes n)的矩阵.
我们考虑(f[0])是一个什么样的矩阵:

[[1, 0, 0, 0, ... 0] ]

因此我们在(trans^n)上乘上(f[0])即可得到答案.

#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
const int M = 1 << 5;
int n, m, K;
char a[M];
int pre[M];
int trans[M][M];
int ans[M][M];
void mul(int a[M][M], int b[M][M], int res[M][M])
{
    int tmp[M][M];
    for(int i = 0; i < m; i ++)
        for(int j = 0; j < m; j ++)
        {
            tmp[i][j] = 0;
            for(int k = 0; k < m; k ++)
                tmp[i][j] = (tmp[i][j] + a[i][k] * b[k][j]) % K;    
        }
    for(int i = 0; i < m; i ++)
        for(int j = 0; j < m; j ++)
            res[i][j] = tmp[i][j];
}
int main()
{
    #ifndef ONLINE_JUDGE
    freopen("BZOJ1009.in", "r", stdin);
    freopen("BZOJ1009.out", "w", stdout);
    #endif
    scanf("%d%d%d", &n, &m, &K);
    scanf("%s", a + 1);
    for(int i = 1; i <= m; i ++)
        *(a + i) -= '0';
    pre[1] = 0;
    for(int i = 2; i <= m; i ++)
    {
        int p = pre[i - 1];
        while(p && (a[p + 1] != a[i]))
            p = pre[p];
        pre[i] = ((a[p + 1] == a[i]) ? (p + 1) : p);
    }
    memset(trans, 0, sizeof(trans));
    for(int i = 0; i < m; i ++)
        for(int j = 0; j < 10; j ++)
        {
            int p = i;
            while(p && (a[p + 1] != j))
                p = pre[p];
            if(a[p + 1] == j)
                p ++;
            trans[p][i] = (trans[p][i] + 1) % K;
        }
    memset(ans, 0, sizeof(ans));
    for(int i = 0; i < m; i ++)
        ans[i][i] = 1;
    while(n)
    {
        if(n & 1)
            mul(ans, trans, ans);
        mul(trans, trans, trans);
        n >>= 1;
    }
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < m; i ++)
        sum = (sum + ans[i][0]) % K;
    printf("%d", sum); 
}