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BZOJ3566: [SHOI2014]概率充電器 樹形+概率dp

3566: [SHOI2014]概率充電器

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Description

著名的電子產品品牌 SHOI 剛剛釋出了引領世界潮流的下一代電子產品——概率充電器:
“採用全新納米級加工技術,實現元件與導線能否通電完全由真隨機數決定!SHOI 概率充電器,您生活不可或缺的必需品!能充上電嗎?現在就試試看吧!

SHOI 概率充電器由 n-1 條導線連通了 n 個充電元件。進行充電時,每條導線是否可以導電以概率決定,每一個充電元件自身是否直接進行充電也由概率決定。
隨後電能可以從直接充電的元件經過通電的導線使得其他充電元件進行間接充電。
作為 SHOI 公司的忠實客戶,你無法抑制自己購買 SHOI 產品的衝動。在排了一個星期的長隊之後終於入手了最新型號的 SHOI 概率充電器。
你迫不及待地將 SHOI 概率充電器插入電源——這時你突然想知道,進入充電狀態的元件個數的期望是多少呢?

 

Input

第一行一個整數:n。概率充電器的充電元件個數。充電元件由 1-n 編號。
之後的 n-1 行每行三個整數 a, b, p,描述了一根導線連線了編號為 a 和 b 的
充電元件,通電概率為 p%。
第 n+2 行 n 個整數:qi。表示 i 號元件直接充電的概率為 qi%。

Output

輸出一行一個實數,為進入充電狀態的元件個數的期望,四捨五入到六位小數

  題意:給你一顆樹,每個點有一定的概率被直接導通,每條邊也有一定概率導通,每個點可以通過相連的邊在另一個點導通情況下以一定概率導通。求整棵樹導通點個數的期望。
題解:首先期望這裡等於每個點導通概率和。由於導通情況很多,正著計算非常困難,所以不妨正難則反,考慮每個點無法導通的情況。顯然,因為是一棵樹,根據大部分樹形dp的套路,稍加思索發現這裡存在父親向兒子的轉移,也存在兒子向父親的轉移。 先搬個連結:https://blog.csdn.net/cdsszjj/article/details/78963792 定義f[i]表示i這個點由兒子無法轉移的概率。顯然有:f[i]=(1-p[i])*Π(f[v]+(1-f[v])*(1-val[i])); 把累乘裡的東西定義為h[i]。 這題難點主要是父親向兒子的轉移。定義g[i]為i的父親無法向i轉移的概率。
tmp=g[fa[i]]∗f[fa[i]]/h[i]; 然後g[i]=tmp+(1-tmp)*(1-val[i]);//這裡val[i]是i的父親到i的那條邊,意會一下。 為什麼tmp是這樣的呢,畫個圖就很明白了。 因為這裡g[i]可能是父親鏈上轉移過來的,也可能是從i的兄弟通過父親轉移過來,所以真正這個轉移時我們的目標是對著這條邊。所以把f[fa[i]]/h[i]就是除h[i]之外的所有兄弟使得fa[i]不能點亮的概率,再乘以g[fa[i]]就是不從父親鏈也不從兄弟轉移過來的概率,然後g[i]的計算就變得顯然了。
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define pb push_back
#define _mp make_pair
#define db double
#define eps 1e-9
using namespace std;
const int maxn=5e5+100;
const int inf=1e6;
inline ll read()
{
	int x=0,f=1;char ch=getchar();
	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
	return x*f;
}
int cnt,tot;
int n,m;
int fir[maxn],nxt[maxn*2],to[maxn*2];
db val[maxn*2],f[maxn],g[maxn],h[maxn],p[maxn];
void add_e(int x,int y,db k)
{
	++cnt;nxt[cnt]=fir[x];fir[x]=cnt;to[cnt]=y;val[cnt]=k;
}
void dfs1(int x,int fa)
{
	f[x]=p[x];
	for(int i=fir[x];i;i=nxt[i])
	{
		int v=to[i];
		if(v==fa)continue;
		dfs1(v,x);
		h[v]=(1.0-f[v])*(1-val[i])+f[v];
		f[x]*=h[v];
	}
}
void dfs2(int x,int fa)
{
	db sum=p[x];int sz=0;
	for(int i=fir[x];i;i=nxt[i])
	{
		int v=to[i];
		if(v==fa)continue;
		if(h[v]>eps)
		{
			sum*=h[v];
		}
		else sz++;
	}
	for(int i=fir[x];i;i=nxt[i])
	{
		int v=to[i];
		if(v==fa)continue;
		db tmp;
		if(h[v]>eps)
		{
			tmp=(sz?0:sum/h[v]*g[x]);
		}
		else tmp=(sz>1?0:sum*g[x]);
		g[v]=tmp+(1.0-tmp)*(1-val[i]);
		dfs2(v,x);
	}
}
int main()
{
	cnt=0;
	n=read();
	int u,v,w;
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		u=read();v=read();w=read();
		db kk=1.0*w/100.0;
		add_e(u,v,kk);
		add_e(v,u,kk);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		w=read();
		p[i]=1.0-1.0*w/100;
	}
	dfs1(1,0);g[1]=1.0;dfs2(1,0);
	db ans=0;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		ans+=1.0-f[i]*g[i];
	}
	printf("%.6f\n",ans);
}