• HDU-4418 Time travel 概率DP,高斯消元


      题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4418

      题意:简单来说就是给你1个环(n - 1 , n - 2 …… 0 ,1 , 2 , 3 …… n - 2)。你可以走1 - m步每步的概率是给定的。。保证sum(pk)(1 <= k <= m)的和是100,问你从x开始给你一个初始方向走到y的期望步数是多少。d = 0 代表从0 ->n - 1 ,d = 1代表从n - 1 -> 0。

      由于这里同一个点每次转移的方向是不一样的,因此要进行拆点,即0, 1, 2, 3 -> 0, 1, 2, 3, 4, 5,4和5分别表示2和1这个点的相反的方向。然后做一遍BFS,看是否能到达Y点,如果能的话,列出期望方程:E[i]=Σ( (E[j]+k)*p[k] ),然后高斯消元,这里高斯方程可以把不能到达的点都去掉,也可以把它的期望设为OO(无穷大),因为这里精度只有0.01...

      1 //STATUS:C++_AC_312MS_800KB
      2 #include <functional>
      3 #include <algorithm>
      4 #include <iostream>
      5 //#include <ext/rope>
      6 #include <fstream>
      7 #include <sstream>
      8 #include <iomanip>
      9 #include <numeric>
     10 #include <cstring>
     11 #include <cassert>
     12 #include <cstdio>
     13 #include <string>
     14 #include <vector>
     15 #include <bitset>
     16 #include <queue>
     17 #include <stack>
     18 #include <cmath>
     19 #include <ctime>
     20 #include <list>
     21 #include <set>
     22 #include <map>
     23 using namespace std;
     24 #pragma comment(linker,"/STACK:102400000,102400000")
     25 //using namespace __gnu_cxx;
     26 //define
     27 #define pii pair<int,int>
     28 #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
     29 #define lson l,mid,rt<<1
     30 #define rson mid+1,r,rt<<1|1
     31 #define PI acos(-1.0)
     32 //typedef
     33 typedef __int64 LL;
     34 typedef unsigned __int64 ULL;
     35 //const
     36 const int N=210;
     37 const int INF=0x3f3f3f3f;
     38 const LL MOD=1000000007,STA=8000010;
     39 const LL LNF=1LL<<55;
     40 const double EPS=1e-9;
     41 const double OO=1e9;
     42 const int dx[4]={-1,0,1,0};
     43 const int dy[4]={0,1,0,-1};
     44 const int day[13]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
     45 //Daily Use ...
     46 inline int sign(double x){return (x>EPS)-(x<-EPS);}
     47 template<class T> T gcd(T a,T b){return b?gcd(b,a%b):a;}
     48 template<class T> T lcm(T a,T b){return a/gcd(a,b)*b;}
     49 template<class T> inline T lcm(T a,T b,T d){return a/d*b;}
     50 template<class T> inline T Min(T a,T b){return a<b?a:b;}
     51 template<class T> inline T Max(T a,T b){return a>b?a:b;}
     52 template<class T> inline T Min(T a,T b,T c){return min(min(a, b),c);}
     53 template<class T> inline T Max(T a,T b,T c){return max(max(a, b),c);}
     54 template<class T> inline T Min(T a,T b,T c,T d){return min(min(a, b),min(c,d));}
     55 template<class T> inline T Max(T a,T b,T c,T d){return max(max(a, b),max(c,d));}
     56 //End
     57 
     58 /*   gauss_elimination  O(n^3)
     59    n个方程n个变元
     60    要求系数矩阵可逆
     61    A[][]是增广矩阵,即A[i][n]是第i个方程右边的常数bi
     62    运行结束后A[i][n]是第i个未知数的值    */
     63 int vis[N];
     64 double p[N];
     65 int T,n,m,Y,X,D,up;
     66 
     67 double A[N][N];
     68 
     69 void gauss(int n)
     70 {
     71     int i,j,k,r;
     72     for(i=0;i<n;i++){
     73         //选一行与r与第i行交换,提高数据值的稳定性
     74         r=i;
     75         for(j=i+1;j<n;j++)
     76             if(fabs(A[j][i]) > fabs(A[r][i]))r=j;
     77         if(r!=i)for(j=0;j<=n;j++)swap(A[r][j],A[i][j]);
     78         //i行与i+1~n行消元
     79       /*  for(k=i+1;k<n;k++){   //从小到大消元,中间变量f会有损失
     80             double f=A[k][i]/A[i][i];
     81             for(j=i;j<=n;j++)A[k][j]-=f*A[i][j];
     82         }*/
     83         for(j=n;j>=i;j--){   //从大到小消元,精度更高
     84             for(k=i+1;k<n;k++)
     85                 A[k][j]-=A[k][i]/A[i][i]*A[i][j];
     86         }
     87     }
     88     //回代过程
     89     for(i=n-1;i>=0;i--){
     90         for(j=i+1;j<n;j++)
     91             A[i][n]-=A[j][n]*A[i][j];
     92         A[i][n]/=A[i][i];
     93     }
     94 }
     95 
     96 int bfs()
     97 {
     98     int i,u,v;
     99     queue<int> q;
    100     mem(vis,0);
    101     q.push(X);
    102     vis[X]=1;
    103     while(!q.empty())
    104     {
    105         u=q.front();q.pop();
    106         if(u==Y || u==up-Y)A[u][up]=0;
    107         A[u][u]=1;
    108         for(i=1;i<=m;i++){
    109             v=((u+i*D)%up+up)%up;
    110             if(u!=Y && u!=up-Y)A[u][v]-=p[i];
    111             if(sign(p[i]) && !vis[v]){
    112                 vis[v]=1;
    113                 q.push(v);
    114             }
    115         }
    116     }
    117     for(i=0;i<up;i++){
    118         if(!vis[i])A[i][i]=1,A[i][up]=OO;
    119     }
    120     return vis[Y] || vis[up-Y];
    121 }
    122 
    123 int main(){
    124   //  freopen("in.txt","r",stdin);
    125     int i,j;
    126     double t;
    127     scanf("%d",&T);
    128     while(T--)
    129     {
    130         scanf("%d%d%d%d%d",&n,&m,&Y,&X,&D);
    131         if(!X || !D)D=1;
    132         else D=-1;
    133         t=0;
    134         for(i=1;i<=m;i++){
    135             scanf("%lf",&p[i]);
    136             p[i]/=100;
    137             t+=i*p[i];
    138         }
    139         if(X==Y){
    140             printf("0.00
    ");
    141             continue;
    142         }
    143         up=n+n-2;
    144         mem(A,0);
    145         for(i=0;i<up;i++)A[i][up]=t;
    146         if(bfs()){
    147             gauss(up);
    148             printf("%.2lf
    ",A[X][up]);
    149         }
    150         else printf("Impossible !
    ");
    151     }
    152     return 0;
    153 }
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