• HIT暑期集训 数位DP与概率DP


    A    CodeForces 288E

    B    CodeForces 331C3

    C    CodeForces 1194F

    题意:有n项任务,有0.5的概率以时间t[i]做完第i项任务,同时有0.5的概率以时间t[i]+1做完第i项任务。在时间T内依次做这些任务,问做完任务数量的期望值。

    思路:设sum为前i件任务所需的时间t之和,当做到第i件任务时

    若T-sum>=i,则任务i一定能完成,期望+1。

    若T-sum<0,则时间已用尽,退出。

    若0<=T-sum<i,则在前i项任务中可能有j项任务的花费时间要多出1,0<=j<=T-sum,

    可知有C(i,j)种方案,只要再总方案数除以2i就是概率。期望就是∑C(i,j)/2i,0<=j<=T-sum,

    对于每个i计算组合数,总复杂度为O(n2),考虑如何优化。

    可以发现对于所有0<=T-sum<i的情况,T-sum是随着i增加单调递减的。

    对于组合数,有C(n+1,k+1)=C(n,k+1)+C(n,k)

    于是∑C(n+1,i)=C(n,m)+C(n,m-1)+C(n,m-1)+C(n,m-2)+......+C(n,1)+C(n,0)+C(n,0),0<=i<=m

    即∑C(n+1,i)=C(n,m)+2*∑C(n,j),0<=i<=m,0<=j<=m-1

    于是每次对于i计算方案分为两部分,第一部分有∑C(i,j)+C(i,T-sum[i-1]+1)=C(i-1,T-sum[i-1]+1)+2*∑C(i-1,j),0<=j<=T-sum[i-1],可直接由上一层推出

    只需再计算并减去第二部分∑C(i,j),T-sum[i]+1<=j<=T-sum[i-1]+1,即可。复杂度为O(n)。

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int maxn=200005;
    const int mod=1e9+7;
    ll fac[maxn],inv[maxn],t[maxn];
    ll qpow(ll x,ll k,ll p)
    {
        ll re=1;
        while (k)
        {
            if (k&1) re=re*x%p;
            k>>=1;
            x=x*x%p;
        }
        return re;
    }
    void prework(int lim)
    {
        fac[0]=1;inv[0]=1;
        for (int i=1;i<=lim;i++) 
        {
            fac[i]=fac[i-1]*i%mod;
            inv[i]=qpow(fac[i],mod-2,mod);
        }
    }
    ll get_c(int n,int m)
    {
        if (n<m) return 0;
        return fac[n]*inv[m]%mod*inv[n-m]%mod; 
    }
    int main()
    {
        ll i,j,n,T,now,ans=0;
        ll inv_two,two,sum;
        scanf("%lld%lld",&n,&T);
        prework(n);
        inv_two=qpow(2,mod-2,mod);
        for (i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",&t[i]);
        now=1;sum=0;
        for (i=1;i<=n;i++)
        {
            now=now*2%mod;
            sum+=t[i];
            if (T-sum+t[i]+1<=i-1) now+=get_c(i-1,T-sum+t[i]+1);
            if (T-sum<0) break;
            else if (T-sum>=i) ans++;
            else 
            {
                for (j=T-sum+1;j<=min(T-sum+t[i]+1,i);j++) now=(now-get_c(i,j)+mod)%mod; 
                two=qpow(inv_two,i,mod);
                ans=(ans+now*two%mod)%mod;
            }
        }
        printf("%lld
    ",ans);
        return 0;
    } 
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    E    HDU 4035

    题意:给出一个有n个节点的树形迷宫。在i节点,有ki的概率回到节点1,ei的概率走出迷宫,(1-ki-ei)的概率走到与节点i相邻的节点(走到每个节点的概率相同)。问从节点1开始,走出迷宫需要经过的道路数的期望值。

    思路:假设E[i]为从节点i开始走出迷宫需要经过的道路数的期望值。

    对于叶子节点,

    E[i] = ki*E[1]+ei*0+(1-ki-ei)*(E[fa[i]]+1)

          = ki*E[1]+(1-ki-ei)*E[fa[i]]+(1-ki-ei)

    对于非叶子节点,假设节点i有num个相邻节点(子节点+父节点),

    E[i] = ki*E[1]+ei*0+(1-ki-ei)/num*((E[fa[i]]+1)+∑(E[child[i]]+1))

          = ki*E[1]+(1-ki-ei)/num*E[fa[i]]+(1-ki-ei)/num*∑E[child[i]]+(1-ki-ei)

    假设对于每个节点有E[i]=Ai*E[1]+Bi*E[fa[i]]+Ci

    假设i的子节点为j,则∑E[child[i]]=∑E[j]=∑(Aj*E[1]+Bj*E[i]+Cj)

    带入式子可知,对于非叶子节点,有

    Ai=(ki+(1-ki-ei)/num*∑Aj) / (1-(1-ki-ei)/num*∑Bj)

    Bi=(1-ki-ei)/num / (1-(1-ki-ei)/num*∑Bj)

    Ci=((1-ki-ei)+(1-ki-ei)/num*∑Cj) / (1-(1-ki-ei)/num*∑Bj)

    对于叶子节点,则有

    Ai=ki

    Bi=1-ki-ei

    Ci=1-ki-ei

    然后从叶子节点开始往上推就可以了。

    由于E[1]=A1*E[1]+C1,所以E[1]=C1/(1-A1),这就是答案。若A1==1则无答案(由于是浮点数,fabs(A1-1)<1e-9)。

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    const int maxn=10005;
    const double eps=1e-9; 
    int num,last[maxn],to[maxn<<1],nxt[maxn<<1];
    double k[maxn],e[maxn];
    double a[maxn],b[maxn],c[maxn];
    void add(int x,int y)
    {
        to[++num]=y;
        nxt[num]=last[x];
        last[x]=num;
    }
    void dfs(int u,int pre)
    {
        int i,v,cnt=0;
        double suma=0,sumb=0,sumc=0;
        for (i=last[u];i;i=nxt[i]) 
        {
            v=to[i];
            cnt++;
            if (v==pre) continue;
            dfs(v,u);
            suma+=a[v];
            sumb+=b[v];
            sumc+=c[v];
        }
        double tmp=1-k[u]-e[u];
        if (!cnt)
        {
            a[u]=k[u];
            b[u]=tmp;
            c[u]=tmp;
        }
        else 
        {
            double dv=1-tmp*sumb/cnt;
            a[u]=(k[u]+tmp*suma/cnt)/dv;
            b[u]=tmp/cnt/dv;
            c[u]=(tmp+tmp*sumc/cnt)/dv;
        }
    }
    int main()
    {
        int i,t,n,T,x,y;
        scanf("%d",&T);
        for (t=1;t<=T;t++)
        {
            num=0;
            memset(last,0,sizeof(last)); 
            scanf("%d",&n);
            for (i=1;i<n;i++)
            {
                scanf("%d%d",&x,&y);
                add(x,y);
                add(y,x);
            }
            for (i=1;i<=n;i++) 
            {
                scanf("%lf%lf",&k[i],&e[i]);
                k[i]/=100;
                e[i]/=100;
            }
            printf("Case %d: ",t);
            dfs(1,0);
            if (fabs(1-a[1])<eps) printf("impossible
    ");
            else printf("%.6lf
    ",c[1]/(1-a[1]));
        }
        return 0;
    }
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    F    CodeForces 113D

    G    HDU 2089

    比较典型的区间DP

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    int a[10],dp[10][2]; 
    int dfs(int pos,int pre,int sta,int lim)
    {
        if (!pos) return 1;
        if (!lim && dp[pos][sta]!=-1) return dp[pos][sta];//记忆化 
        int i,up,sst,ans=0;
        if (lim) up=a[pos];//设置该位的上界
        else up=9;
        for (i=0;i<=up;i++)
        {
            if (i==4 || (pre==6 && i==2)) continue;
            if (i==6) sst=1;
            else sst=0;
            if (lim && i==a[pos]) ans+=dfs(pos-1,i,sst,1);
            else ans+=dfs(pos-1,i,sst,0);
        }
        if (!lim) dp[pos][sta]=ans;
        return ans;
    }
    int work(int x)
    {
        int cnt=0;
        while (x)
        {
            a[++cnt]=x%10;
            x/=10;
        }
        return dfs(cnt,-1,0,1);
    }
    
    int main()
    {
        int n,m;
        memset(dp,-1,sizeof(dp));
        while (scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF && (n || m))
        {
            printf("%d
    ",work(m)-work(n-1));
        }
        return 0;
    }
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