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bzoj2323 [ZJOI2011]細胞

關系 重點 clu pre 情況 blog AC temp tmp

http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=2323

根本想不到...

方法:

get(i,j)表示第i到j個數字拼起來組成的數字
ans[i][0/1]表示第一次分裂中,第i個數字之後斷開,前i個數字第二次分裂後形成的最後一個二次分裂體否/是與其之後的二次體相切的總方案數
fib[i]表示斐波那契數列的第i項(令fib[0]=1,fib[1]=0)
ans[i][0]=sum{ans[i-j][0]*fib[get(i-j+1,i)]}+sum{ans[i-j][1]*fib[get(i-j+1,i)+1]},1<=j<=i
ans[i][1]=sum{ans[i-j][0]*fib[get(i-j+1,i)+1]}+sum{ans[i-j][1]*fib[get(i-j+1,i)+2]},1<=j<=i

解釋:

很容易可以看出,只要第一步、第二步中任何一步有至少一處劃分方法不一樣,那麽就是不同的方案。

(可以說這道題裏不用關心去重的問題)

首先確定對於已確定數量(n個)的一些二次分裂體,如何得到其合並方案數f1(n)。

可以得到f1(n)=fib[n],解釋

(當然像我這種蒟蒻就只能用n^2的算法打打表找找規律什麽的,這個算法就是對於每個n枚舉最後一段長度,不過這一步不是題目的重點,找規律也是可以的..吧)

然後確定ans數組的計算方式。(這個ans數組的第二維設計很有意思,根本想不到)

假設現在要求ans[i][1]。那麽首先可以枚舉從最後切下j個數字,作為一個一次分裂體。這個一次體分裂後形成get(i-j+1,i)個二次體。

那麽,由於第二維是1,這些二次體要求與第i個之後的數字形成的第一個二次體相切。

現在,這些二次體與第i-j+1個之前的數字形成的最後一個二次體可能有兩種關系:相切或者不相切。

如果相切,那麽這一小段的情況總數,相當於get(i-j+1,i)+2個二次體合並的方案數,就是fib[get(i-j+1,i)+2]

(讓這一段所含的get(i-j+1,i)個和兩端2個合並,則恰好兩端一定會都與中間get(i-j+1,i)個相切,因此可以這樣算)

而這一段數字的情況與之前段數字的情況都是獨立、互不影響的,因此這一種情況產生的貢獻是ans[i-j][1]*fib[get(i-j+1,i)+2]

同理,如果不相切,產生的貢獻是ans[i-j][0]*fib[get(i-j+1,i)+1]

最終的方案數是以上兩種情況產生的方案相加。

同理可得到求ans[i][0]時的轉移方程。

註意初值是ans[0][0]=1,ans[0][1]=0

優化:

斐波那契數列的計算可以用矩陣快速冪優化。

當然,如果直接按照這個去打高精+矩陣快速冪只能得到60分

(當然像我一樣明明有了優化策略然而復雜度亂來也可以得到60分)

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 1 #include<cstdio>
 2 #include<cstring>
 3 #include<algorithm>
 4 using namespace std;
 5 typedef long long LL;
 6 const LL md=1000000007;
 7 LL n,a[100010];
 8 struct Mat
 9 {
10     LL dat[3][3],x,y;
11     Mat(LL x=0,LL y=0):x(x),y(y){memset(dat,0,sizeof(dat));}
12     Mat operator*(const Mat& b)
13     {
14         Mat temp;
15         LL i,j,k;
16         for(i=1;i<=x;i++)
17             for(j=1;j<=b.y;j++)
18                 for(k=1;k<=y;k++)
19                     temp.dat[i][j]=(dat[i][k]*b.dat[k][j]+temp.dat[i][j])%md;
20         temp.x=x;
21         temp.y=b.y;
22         return temp;
23     }
24     Mat& operator*=(const Mat& b)
25     {
26         return (*this)=(*this)*b;
27     }
28     Mat& operator=(const Mat& b)
29     {
30         memcpy(dat,b.dat,sizeof(dat));
31         x=b.x;y=b.y;
32         return *this;
33     }
34 }o,s,s2;
35 Mat px10[1001];
36 Mat pow(const Mat& a,LL b)
37 {
38     Mat ans=o;
39     if(b==0)    return ans;
40     Mat base=a;
41     while(b!=0)
42     {
43         if(b&1)    ans*=base;
44         base*=base;
45         b>>=1;
46     }
47     return ans;
48 }
49 Mat mulx(LL l,LL r)
50 {
51     Mat ans=o;
52     for(LL i=0;r>=l;r--,i++)
53     {
54         ans*=pow(px10[i],a[r]);
55     }
56     return ans;
57 }
58 LL ans[1010][1010];
59 int main()
60 {
61     LL i,j;Mat tmp;
62     o.x=o.y=2;o.dat[1][1]=o.dat[2][2]=1;
63     s.x=s.y=2;s.dat[1][2]=s.dat[2][1]=s.dat[2][2]=1;
64     s2.x=1;s2.y=2;s2.dat[1][1]=1;
65     px10[0]=s;
66     for(i=1;i<=1000;i++) px10[i]=pow(px10[i-1],10);
67     //ans[i]->fib[i]
68     //fib[0]=1,fib[1]=0;
69     scanf("%lld",&n);
70     for(i=1;i<=n;i++)    scanf("%1lld",&a[i]);
71     ans[0][0]=1;
72     for(i=1;i<=n;i++)
73         for(j=1;j<=i;j++)
74         {
75             tmp=s2*mulx(i-j+1,i);
76             ans[i][0]=(ans[i][0]+ans[i-j][0]*tmp.dat[1][1])%md;
77             ans[i][0]=(ans[i][0]+ans[i-j][1]*tmp.dat[1][2])%md;
78             ans[i][1]=(ans[i][1]+ans[i-j][0]*tmp.dat[1][2])%md;
79             ans[i][1]=(ans[i][1]+ans[i-j][1]*(tmp*s).dat[1][2])%md;
80         }
81     printf("%lld",ans[n][0]);
82     return 0;
83 }
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可以發現,在斐波那契數列的計算中出現大量形如

s^(一個十進制高精度整數)

=s^(10^0*x[r]+10^1*x[r-1]+...+10^(r-l)*x[l])

的計算(s表示轉移矩陣,l、r表示要算第l到r個數字)。

那麽可以拆成(s^(10^0))^x[0]*(s^(10^1))^x[1]*...*(s^(10^p))^x[p]。

可以令px10[i]=s^(10^i),並用遞推(px10[i]=pow(px10[i-1],10))預處理出來。

然後就可以拆成px10[0]^x[0]*px10[1]^x[1]*...px10[r-l]*x[l]。

對於每一個l和r,這個式子可以在O(n)時間計算完成(矩陣大小是常數,因此矩陣乘法復雜度是常數)。這樣也是60分。

令f2(l,r)=px10[0]^x[0]*px10[1]^x[1]*...px10[r-l]*x[l],可以發現存在遞推關系:

f2(l,r)=f2(l+1,r)*pow(px10[r-l],a[l])

因此可以一開始預處理出所有f2(l,r),然後需要時直接調用而不是重新計算。這樣就得到了復雜度為O(n^2)的算法。

 1 #pragma GCC optimize(3)
 2 #include<cstdio>
 3 #include<cstring>
 4 #include<algorithm>
 5 using namespace std;
 6 typedef long long LL;
 7 const LL md=1000000007;
 8 LL n,a[1010];
 9 struct Mat
10 {
11     LL dat[3][3],x,y;
12     Mat(LL x=0,LL y=0):x(x),y(y){memset(dat,0,sizeof(dat));}
13     Mat operator*(const Mat& b)
14     {
15         Mat temp;
16         LL i,j,k;
17         for(i=1;i<=x;i++)
18             for(j=1;j<=b.y;j++)
19                 for(k=1;k<=y;k++)
20                     temp.dat[i][j]=(dat[i][k]*b.dat[k][j]+temp.dat[i][j])%md;
21         temp.x=x;
22         temp.y=b.y;
23         return temp;
24     }
25     Mat& operator*=(const Mat& b)
26     {
27         return (*this)=(*this)*b;
28     }
29     Mat& operator=(const Mat& b)
30     {
31         memcpy(dat,b.dat,sizeof(dat));
32         x=b.x;y=b.y;
33         return *this;
34     }
35 }o,s,s2;
36 Mat px10[1001];
37 Mat pow(const Mat& a,LL b)
38 {
39     Mat ans=o;
40     if(b==0)    return ans;
41     Mat base=a;
42     while(b!=0)
43     {
44         if(b&1)    ans*=base;
45         base*=base;
46         b>>=1;
47     }
48     return ans;
49 }
50 Mat mulx[1010][1010];
51 LL ans[1010][1010];
52 int main()
53 {
54     LL i,j,l,r;Mat tmp;
55     o.x=o.y=2;o.dat[1][1]=o.dat[2][2]=1;
56     s.x=s.y=2;s.dat[1][2]=s.dat[2][1]=s.dat[2][2]=1;
57     s2.x=1;s2.y=2;s2.dat[1][1]=1;
58     px10[0]=s;
59     for(i=1;i<=1000;i++)    px10[i]=pow(px10[i-1],10);
60     scanf("%lld",&n);
61     for(i=1;i<=n;i++)    scanf("%1lld",&a[i]);
62     for(r=1;r<=n;r++)
63     {
64         mulx[r][r]=pow(px10[0],a[r]);
65         for(l=r-1;l>=1;l--)
66             mulx[l][r]=mulx[l+1][r]*pow(px10[r-l],a[l]);
67     }
68     ans[0][0]=1;
69     for(i=1;i<=n;i++)
70         for(j=1;j<=i;j++)
71         {
72             tmp=s2*mulx[i-j+1][i];
73             ans[i][0]=(ans[i][0]+ans[i-j][0]*tmp.dat[1][1])%md;
74             ans[i][0]=(ans[i][0]+ans[i-j][1]*tmp.dat[1][2])%md;
75             ans[i][1]=(ans[i][1]+ans[i-j][0]*tmp.dat[1][2])%md;
76             ans[i][1]=(ans[i][1]+ans[i-j][1]*(tmp*s).dat[1][2])%md;
77         }
78     printf("%lld",ans[n][0]);
79     return 0;
80 }

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