Description
设P(n)为从(0,0)移动到点(n,0)的不同路径数目,移动的方式有以下三种:(x,y)->(x+1,y-1),(x,y)->(x+1,y),(x+y)->(x+1,y+1),并且路径不能和第四象限有交集。求P(n),并对10^9+7取模。
Input
第一行一个整数T,表示数据组数。
对于每组数据,一行一个整数n。
Output
对于每组数据,输出答案。
Data Range
20%:n≤10;
50%:n≤10000;
100%:n≤106,T≤10。
Solution
20%
直接O(3^n*n)的暴力枚举即可。
50%
考虑第一次直线y=0的点,假设是(i,0)。
那么从(1,1)到(i-1,1)之间的路径均在直线y=1的上方,显然有P(i-2)种。同理,从(x,0)到(n,0)之间的路径均在直线y=0的上方,有P(n-i)种。
所以,全部合起来可以得到P(n)=Σni=1 P(i-2)P(n-i),其中,规定P(-1)=P(0)=1。
其实可以在20%基础上打个表,考场有超过5人这样写。。。
100%
假设移动的路径中一共有i个(x,y)->(x+1,y+1),那么就一定会有i个(x,y)->(x+1,y-1),n-2i个(x,y)->(x+1,y)。
而如果不考虑所有的(x,y)->(x+1,y),那么路径的种数就是第i个Catalan数,设为C_i。如果加入(x,y)->(x+1,y),也就是在2i+1个空处中插入n-2i相同的球,方案数是C2in。
所以,P(n)=Σni=1 C_i C2in。
1 #include<algorithm> 2 #include<iostream> 3 #include<cstdlib> 4 #include<cstring> 5 #include<cstdio> 6 #include<cmath> 7 using namespace std; 8 9 typedef long long LL; 10 11 #define N 1000010 12 #define MOD 1000000007 13 14 int t; 15 int n; 16 17 LL f[N],d[N]; 18 19 inline LL qpow(LL a,LL b) 20 { 21 LL ans=1; 22 while (b) 23 { 24 if (b&1) 25 ans=(1LL*ans*a)%MOD; 26 b>>=1; 27 a=(1LL*a*a)%MOD; 28 } 29 return ans; 30 } 31 32 inline LL C(LL x,LL y) 33 { 34 return f[x]*d[y]%MOD*d[x-y]%MOD; 35 } 36 37 inline LL Catalan(LL x) 38 { 39 return (C(x<<1,x)-C(x<<1,x-1)+MOD)%MOD; 40 } 41 42 int main() 43 { 44 freopen("move.in","r",stdin);freopen("move.out","w",stdout); 45 scanf("%d",&t); 46 f[0]=1; 47 for (int i=1;i<=1000000;i++) 48 f[i]=f[i-1]*i%MOD; 49 for (int i=0;i<=1000000;i++) 50 d[i]=qpow(f[i],MOD-2)%MOD; 51 while (t--) 52 { 53 scanf("%d",&n); 54 LL ans=0; 55 for (int i=0;i<=n;i+=2) 56 ans+=C(n,i)*Catalan(i>>1),ans%=MOD; 57 printf("%lld ",ans); 58 } 59 return 0; 60 }