Aizu2560 Point Distance 【FFT】
阿新 • • 發佈:2018-12-26
題目描述:
有一個N×N的方陣,第x行第y列有
個點(
)。
任選兩個不同的點,求兩點歐幾里德距離的均值(或期望)。
然後按距離從小到大輸出該距離的平方di和對應的點對數目ci。
題目分析:
想辦法把兩點之間的距離用橫縱座標的線性組合表示成一個值,使得可以把兩點值相減之後的值還原出對應的橫縱座標之差(類似於一個加密解密的過程),然後就可以FFT卷積了
容易想到使用每個點的編號作為加密規則,假設有兩個點
,那麼他們的差值為:
這時候你會想,這個值模一下n不就得到縱座標之差了嗎?!
實際上是有問題的,因為此時的
不一定都是正數
舉個例子,當n=3時,i-x=1, j-y=1, 和 i-x=2, j-y=-2 對應的是同一個值,無法判斷
也就是說,i-x的變化被j-y的變化干擾了。
那麼就不要讓它干擾! 把 i*n+j 改作 i*2n+j
此時再看:
再模上2n,j-y是正是負一目瞭然,記模出來的值為x,若
則為j-y正,反之則為負
然後把對應的編號轉成次冪形式,多項式A為
,多項式B為
,做FFT,由冪(編號之差)反推橫縱座標之差,乘上對應係數即可
ps:上述過程有點像雜湊似的呢。。。有解密的味道。。。
- 記得用long long! 點的數量是百萬級別,不是1024…
- 0要單獨處理
#include<cstdio>
#include<cmath>
#define LL long long
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn = 1<<23;
const double Pi = acos(-1);
struct complex
{
double r,i;
complex(double _r=0,double _i=0):r(_r),i(_i){}
complex operator + (const complex &t)const{return complex(r+t.r,i+t.i);}
complex operator - (const complex &t)const{return complex(r-t.r,i-t.i);}
complex operator * (const complex &t)const{return complex(r*t.r-i*t.i,r*t.i+i*t.r);}
}a1[maxn],a2[maxn],wn,w;
void change(complex *a,int len)
{
for(int i=1,j=len/2,k;i<len-1;i++)
{
if(i<j) swap(a[i],a[j]);
for(k=len/2;j>=k;j-=k,k>>=1);
j+=k;
}
}
void fft(complex *a,int len,int flg)
{
change(a,len);
for(int i=2;i<=len;i<<=1)
{
wn=complex(cos(2*Pi*flg/i),sin(2*Pi*flg/i));
for(int j=0;j<len;j+=i)
{
w=complex(1,0);
for(int k=j;k<j+i/2;k++)
{
complex u=a[k],v=w*a[k+i/2];
a[k]=u+v,a[k+i/2]=u-v;
w=w*wn;
}
}
}
if(flg==-1) for(int i=0;i<len;i++) a[i].r/=len;
}
int n,reset,x,sum;
LL cnt[2100000];
double ans;
int main()
{
freopen("1.in","r",stdin);
freopen("1.out","w",stdout);
scanf("%d",&n);reset=(2*n+1)*(n-1);
int len=1;while(len<2*reset+1) len<<=1;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
{
scanf("%d",&x);sum+=x;
a1[i*2*n+j].r=x;
a2[reset-i*2*n-j].r=x;
cnt[0]+=x*(x-1)/2;
}
fft(a1,len,1),fft(a2,len,1);
for(int i=0;i<len;i++) a2[i]=a1[i]*a2[i];
fft(a2,len,-1);
for(int i=0,x,y;i<len;i++)
{
LL t=(LL)(a2[i].r+0.5);
if(!t) continue;
y=(i-reset)%(2*n);
if(y<=-n) y+=2*n;
if(y>=n) y-=2*n;
x=(i-reset-y)/(2*n);
x=x*x+y*y;
if(x) cnt[x]+=t;
ans+=t*sqrt(x);
}
printf("%.10lf\n",ans/(1ll*sum*(sum-1)));
int num=0,top=(n-1)*(n-1)*2;
if(cnt[0]) printf("0 %lld\n",cnt[0]),num++;
for(int i=1;i<=top&&num<10000;i++)
if(cnt[i]) printf("%d %lld\n",i,cnt[i]/2),num++;
}