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[CODE FESTIVAL 2018]Sushi Restaurant

題意:有$n$個人,對每個人,他有$p_i$的概率飢餓值為$x_i$($1\leq i\leq m$),你現在要做$n$盤壽司,每盤壽司有一定的數量,當這$n$個人的飢餓值確定後他們會自己選擇最優的(人,壽司)配對方案使得$C=\sum\limits_{i=1}^n\left\lvert h_i-c_i\right\rvert$最小(設第$i$個人飢餓值為$h_i$,吃的壽司數量為$c_i$),現在要合適地選擇$c_{1\cdots n}$使得$C$的期望最小,輸出這個最小的期望

首先,如果確定了$h_{1\cdots n},c_{1\cdots n}$,那麼將它們都排序就可以得到最小的$C$,因為如果先把$h$從小到大排序,並且存在$c_i\gt c_j$,那麼交換$c_i,c_j$不會讓$C$變大

那麼我們要最小化$\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^mt_{i,j}\left\lvert c_i-x_j\right\rvert$,其中$t_{i,j}$為這些隨機變數中第$i$小的數是$x_j$的概率

設$u_{i,j}$為第$i$小的數$\leq x_j$的概率,那麼$t_{i,j}=u_{i,j}-u_{i,j-1}$,我們要算$u$

設$s$為$p$的字首和,因為恰有$k$個數$\leq x_j$的概率為$\binom nks_j^k(1-s_j)^{n-k}$,所以$u_{i,j}=\sum\limits_{k=i}^n\binom nks_j^k(1-s_j)^{n-k}$

最後的問題是要確定$c_i$使得$\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^mt_{i,j}\left\lvert c_i-x_j\right\rvert$最小,對每個$i$分開考慮,就是求一條折線上的最小值,而折線上的最小值只能在端點處取到,所以掃一遍即可

#include<stdio.h>
typedef long double du;
const du inf=9223372036854775807.;
void fmin(du&a,du b){
	if(b<a)a=b;
}
du pow(du a,int b){
	du s=1;
	for(;b;b>>=1){
		if(b&1)s*=a;
		a*=a;
	}
	return s;
}
int x[2010],m;
du s[2010],c[2010][2010],t[2010][2010],st[2010];
du solve(du*t){
	int i;
	du res;
	for(i=1;i<=m;i++){
		st[i]=st[i-1]+t[i];
		s[i]=s[i-1]+t[i]*x[i];
	}
	res=inf;
	for(i=1;i<=m;i++)fmin(res,st[i]*x[i]-s[i]+s[m]-s[i]-(st[m]-st[i])*x[i]);
	return res;
}
int main(){
	int n,Q,i,j;
	du res;
	scanf("%d%d%d",&n,&m,&Q);
	for(i=1;i<=m;i++){
		scanf("%d%d",x+i,&j);
		s[i]=s[i-1]+j/(du)Q;
	}
	c[0][0]=1;
	for(i=1;i<=n;i++){
		c[i][0]=1;
		for(j=1;j<=i;j++)c[i][j]=c[i-1][j-1]+c[i-1][j];
	}
	for(i=n;i>0;i--){
		for(j=1;j<=m;j++)t[i][j]=t[i+1][j]+c[n][i]*pow(s[j],i)*pow(1-s[j],n-i);
	}
	res=0;
	for(i=1;i<=n;i++){
		for(j=m;j>0;j--)t[i][j]-=t[i][j-1];
		res+=solve(t[i]);
	}
	printf("%.8lf",(double)res);
}