首页 > 代码库 > Bzoj3583 杰杰的女性朋友

Bzoj3583 杰杰的女性朋友

Time Limit: 10 Sec  Memory Limit: 256 MB
Submit: 190  Solved: 98

Description

  杰杰是魔法界的一名传奇人物。他对魔法具有深刻的洞察力,惊人的领悟力,以及令人叹为观止的创造力。自从他从事魔法竞赛以来,短短几年时间,就已经成为世界公认的实力最强的魔法选手之一。更让人惊叹的是,他几乎没有借助外界力量,完全凭借自己的努力达到了普通人难以企及的高度。在最近的世界魔法奥林匹克竞赛上,他使用高超的魔法本领,一路过关斩将,在最后时刻一举击败了前冠军“旅行者”,获得了魔法界最高的荣耀:女神奖杯!女神奖杯可不是一个普通的奖杯,她能够帮杰杰实现一个愿望。
  杰杰本着实事求是的态度,审时度势,向女神奖杯提出了自己的愿望:想要一个女性朋友。

  杰杰的愿望实现了,可是女性朋友却和他不在一个城市。杰杰想要知道:如果要到达女性朋友的所在城市,有多少种方案供他选择?
  杰杰所在的世界有n个城市,从1到n进行编号。任意两个城市都通过有向道路连接。每个城市u有k个入点权:in[u][1],in[u][2]...in[u][k],有k个出点权:ou[u][1],ou[u][2]...ou[u][k]。对于任意两个城市(u,v)(u可以等于v),u到v的道路条数为(ou[u][1]*in[v][1]+ou[u][2]*in[v][2]+...+ou[u][k]*in[v][k])条。杰杰有m次询问,每次询问由三元组(u,v,d)构成,询问从u城市通过不超过d条道路到达v城市的方案数。
  为了温柔的杰杰和他的女性朋友的美好未来,帮助他解答这个问题吧。

Input

  第一行读入两个正整数n,k,含义如题所示。接下来n行每行2k个整数,第i行代表第i个城市,前k个整数代表i号城市的出点权,后k个整数代表i号城市的入点权:
  ou[i][1],ou[i][2],…,ou[i][k],in[i][1],in[i][2],…,in[i][k]
  接下来一个整数m,表示m个询问。
  接下来m行,每行三个整数:u,v,d,询问从u城市通过不超过d条道路到达v城市的方案数。
  将每个方案所经过的道路,按顺序写成一个序列(序列可以为空)。两个方案不同,当且仅当他们的道路序列不完全相同。

 

Output


  对于每个询问,输出一个方案数。由于答案可能太大,输出其除以1000000007后的余数。

Sample Input


5 2
2 5 4 3
7 9 2 4
0 1 5 2
6 3 9 2
2147483647 1000000001 233522 788488
10
1 1 0
2 2 1
2 4 5
4 3 10
3 4 50
1 5 1000
3 5 1000000000
1 2 500000000
4 5 2147483647
3 1 2147483647

Sample Output

1
51
170107227
271772358
34562176
890241289
8516097
383966304
432287042
326522835

HINT

 

数据规模和约定

n<=1000

k<=20

m<=50


  保证1<=u, v<=n, 其它所有读入为不超过2147483647的非负整数

 

Source

By 佚名提供

 

数学问题 矩阵乘法 脑洞题 卡常数

将In矩阵转置,原来的求和变成了矩阵乘法的形式。

下面的In是原In的转置矩阵

$ (Out*In)^d $ 这是一个n*n的矩阵,看上去肯定TLE得飞起

我们换一个表示方法,$ (O*I) * (O*I) * (O*I)... $这么一串,等于$ O * (I * O)^(d-1) * I $,里面那个是m*m的矩阵,算起来无压力。

对于一个询问u和v,我们只需要先算出$ (IO)^(d-1) $,然后用O里u对应的那一行乘以中间这个矩阵,再乘以I里v对应的那一列,即可出解……吗?并不

注意到题目里问的是不多于d步,我们刚才算的是恰好d步的情况。也就是说中间要乘的其实是 (IO)^1 + (IO)^2 + (IO)^3 + ... +(IO)^d-1

这里需要用到POJ3233 的等比矩阵求和的姿势。

现在真的可以出解了

 

↓calc里那个快速幂形式的等比矩阵求和是别处找来的板子,有空的时候测试一下它和递归哪个快233

  1 #include<iostream>  2 #include<algorithm>  3 #include<cstring>  4 #include<cstdio>  5 #include<cmath>  6 #define LL long long  7 using namespace std;  8 const int mod=1e9+7;  9 int read(){ 10     int x=0,f=1;char ch=getchar(); 11     while(ch<0 || ch>9){if(ch==-)f=-1;ch=getchar();} 12     while(ch>=0 && ch<=9){x=x*10-0+ch;ch=getchar();} 13     return x*f; 14 } 15 int sz; 16 struct Mat{ 17     LL x[23][23]; 18     void init(int sz){ 19         memset(x,0,sizeof x); 20         for(int i=1;i<=sz;i++)x[i][i]=1; 21         return; 22     } 23     Mat operator * (const Mat &b){ 24         Mat res; 25         for(int i=1;i<=sz;i++) 26             for(int j=1;j<=sz;j++){ 27                 res.x[i][j]=0; 28                 for(int k=1;k<=sz;k++){ 29                     res.x[i][j]+=x[i][k]*b.x[k][j]%mod; 30                     if(res.x[i][j]>mod)res.x[i][j]-=mod; 31                 } 32             } 33         return res; 34     } 35 }mp,A,B,E; 36 inline void mat_add(Mat &a,const Mat &b){ 37     for(int i=1;i<=sz;i++) 38         for(int j=1;j<=sz;j++){ 39             a.x[i][j]+=b.x[i][j]; 40             if(a.x[i][j]>=mod)a.x[i][j]-=mod; 41         } 42     return; 43 } 44 int n,m,K; 45 LL in[1001][22],out[1001][22]; 46 LL IT[22][1001]; 47 LL ans[22]; 48 LL ANS=0; 49 void calc(int d){ 50     if(d<0){ 51         memset(A.x,0,sizeof A.x); 52         return; 53     } 54     int i,j,k; 55     A.init(K);B.init(K); 56     Mat bas=mp,tmp=mp; 57     // 58     while(d){ 59         if(d&1){ 60             mat_add(A,tmp*B); 61             B=B*bas; 62         } 63         Mat C=bas;mat_add(C,E); 64         tmp=tmp*C; 65         bas=bas*bas; 66         d>>=1; 67     } 68     // 69     return; 70 } 71 int main(){ 72     int i,j; 73     n=read();K=read(); 74     for(i=1;i<=n;i++){ 75         for(j=1;j<=K;j++)out[i][j]=read(); 76         for(j=1;j<=K;j++)in[i][j]=read(); 77     } 78     for(i=1;i<=n;i++) 79       for(j=1;j<=K;j++) 80           IT[j][i]=in[i][j]; 81     for(i=1;i<=K;i++) 82         for(j=1;j<=K;j++) 83             for(int k=1;k<=n;k++) 84                 mp.x[i][j]=(mp.x[i][j]+IT[i][k]*out[k][j]%mod)%mod; 85     E.init(K); 86     // 87     sz=K; 88     m=read(); 89     int u,v,d; 90     while(m--){ 91         u=read();v=read();d=read(); 92         calc(d-1); 93 /*        for(i=1;i<=sz;i++){ 94             for(j=1;j<=sz;j++){ 95                 printf("%d %d :%lld\n",i,j,A.x[i][j]); 96             } 97             puts(""); 98         }*/ 99         ANS=0;100         for(i=1;i<=sz;i++)ans[i]=0;101         for(i=1;i<=sz;i++)102             for(j=1;j<=sz;j++)103                 ans[j]=((LL)ans[j]+out[u][i]*A.x[i][j]%mod)%mod;104         for(i=1;i<=sz;i++)(ANS+=ans[i]*IT[i][v]%mod)%=mod;105         if(u==v)ANS=(ANS+1)%mod;106         if(ANS<0)ANS+=mod;107         printf("%lld\n",ANS);108     }109     return 0;110 }

 

Bzoj3583 杰杰的女性朋友