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Alice和Bob賭糖果【賭徒破產模型】

題意

\(\text{Alice}\)\([l, r]\) 中隨機抽一個數,\(\text{Bob}\)\([L, R]\) 中隨機抽一個數,誰抽的數大誰就贏,輸的一方給另一方\(1\) 顆糖(平局不用給糖),他們會一直賭下去直到有一方沒有糖果為止。 \(\text{Alice}\)\(n\) 顆糖果,\(\text{Bob}\)\(m\) 顆糖果,求 \(\text{Alice}\)\(\text{Bob}\) 的糖果贏完的概率。

\(0\leq n,m \leq 1e5,n+m > 0,1 \leq l \leq r \leq 100,1\leq L \leq R\leq 100\)

連結:https://ac.nowcoder.com/acm/problem/14962

分析

\(f_i\) 表示 \(\text{Alice}\) 能從 \(i\) 顆糖果贏到 \(n+m\) 顆的概率,\(f_0=0\) 表示一開始就輸了,\(f_{n+m}=1\) 表示勝利,要求的答案為 :\(f_n\)\(p\)\(\text{Alice}\) 每次贏的概率,\(q\) 為每次輸的概率。

按照題目的條件,每次取整數,迴圈兩個區間暴力即可求出 \(p,q\)

有:

\[f_i=p*f_{i+1}+q*f_{i-1}+(1-p-q)*f_{i} \]

\(f_{i-1}=k_{i-1}*f_i\)

,代入,得:

\[k_i=\frac{p}{p+q-q*k_{i-1}}\ \ \ \ 1\leq i \leq n+m-1 \]

並且,\(k_0=0\)

最終結果從 \(f_{n+m}=1\) 倒推,根據 \(f_{i-1}=k_{i-1}*f_i\),即可求出 \(f_n\)

特判

\(p=0\ 且\ p=0\) 時,計算 \(k_i\) 時,分母可能為 \(0\)。可以證明,當其中一個不為 \(0\) 時,分母不可能為 \(0\)

程式碼

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N=2e5+5;
double k[N];
int main()
{
    int n,m,l,r,L,R;
    scanf("%d%d%d",&n,&l,&r);
    scanf("%d%d%d",&m,&L,&R);
    int a=0,b=0,c=0;
    for(int i=l;i<=r;i++)
    {
        for(int j=L;j<=R;j++)
        {
           a+=(i>j?1:0);
           b+=(i<j?1:0);
           c++;
        }
    }
    double p=1.0*a/c,q=1.0*b/c,ans=1.0;
    if(p==0&&q==0)
        ans=0;
    else
    {
        k[0]=0;
        for(int i=1;i<m+n;i++)
            k[i]=p/(p+q-q*k[i-1]);
        for(int i=n+m-1;i>=n;i--)//f[n+m]=1
            ans*=k[i];
    }
    printf("%.5f\n",ans);
    return 0;
}