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【bzoj4872】[Shoi2017]分手是祝愿 数论+期望dp
题目描述
Zeit und Raum trennen dich und mich.
时空将你我分开。
B 君在玩一个游戏,这个游戏由 n 个灯和 n 个开关组成,给定这 n 个灯的初始状态,下标为从 1 到 n 的正整数。每个灯有两个状态亮和灭,我们用 1 来表示这个灯是亮的,用 0 表示这个灯是灭的,游戏的目标是使所有灯都灭掉。但是当操作第 i 个开关时,所有编号为 i 的约数(包括 1 和 i)的灯的状态都会被改变,即从亮变成灭,或者是从灭变成亮。B 君发现这个游戏很难,于是想到了这样的一个策略,每次等概率随机操作一个开关,直到所有灯都灭掉。这个策略需要的操作次数很多, B 君想到这样的一个优化。如果当前局面,可以通过操作小于等于 k 个开关使所有灯都灭掉,那么他将不再随机,直接选择操作次数最小的操作方法(这个策略显然小于等于 k 步)操作这些开关。B 君想知道按照这个策略(也就是先随机操作,最后小于等于 k 步,使用操作次数最小的操作方法)的操作次数的期望。这个期望可能很大,但是 B 君发现这个期望乘以 n 的阶乘一定是整数,所以他只需要知道这个整数对 100003 取模之后的结果。
输入
第一行两个整数 n, k。
接下来一行 n 个整数,每个整数是 0 或者 1,其中第 i 个整数表示第 i 个灯的初始情况。
1 ≤ n ≤ 100000, 0 ≤ k ≤ n;
输出
输出一行,为操作次数的期望乘以 n 的阶乘对 100003 取模之后的结果。
样例输入
4 0
0 0 1 1
样例输出
512
题解
数论+期望dp,考场上唯一A了的一道题
首先解决正常游戏的操作次数。
易知每个开关都不能被其它的开关组所替代,且每个开关只会影响它和编号比它小的灯。
于是可以从大到小循环一遍,如果一个灯是亮着的,那么把它关闭,把它约数的状态反转,并把num++。
即最终有num个正确选择。
然后解决期望次数。
设b[i]表示从有i个正确选择变为有i-1个正确选择的期望操作次数。
那么可以推出b[i]=i/n*1+(1-i/n)*(1+b[i+1]+b[i]),即b[i]=(b[i+1]*(n-i)+n)/i。
特殊的,b[n+1]=0
然后就可以推出b数组,再判断一下num与k的大小关系并累加一下,最后乘一下n!即可。
考场源代码:
#include <cstdio> #define mod 100003 typedef long long ll; int v[100010]; ll b[100010]; ll qpow(ll x , ll y) { ll ans = 1; while(y) { if(y & 1) ans = ans * x % mod; x = x * x % mod; y >>= 1; } return ans; } int main() { int n , k , i , j , num = 0; ll t = 0; scanf("%d%d" , &n , &k); for(i = 1 ; i <= n ; i ++ ) scanf("%d" , &v[i]); for(i = n ; i >= 1 ; i -- ) { if(v[i]) { for(j = 1 ; j * j <= i ; j ++ ) { if(i % j == 0) { v[j] ^= 1; if(j * j != i) v[i / j] ^= 1; } } num ++ ; } } for(i = n ; i >= 1 ; i -- ) b[i] = (b[i + 1] * (n - i) % mod + n) % mod * qpow(i , mod - 2) % mod; if(n == k || k > num) t = num; else { for(i = num ; i > k ; i -- ) t = (t + b[i]) % mod; t = (t + k) % mod; } for(i = 1 ; i <= n ; i ++ ) t = t * i % mod; printf("%lld\n" , t); return 0; }
【bzoj4872】[Shoi2017]分手是祝愿 数论+期望dp
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