[bzoj3622]已经没有什么好害怕的了 动态规划

题意

给定两个长度为 n 的序列 x , y ,保证这两个序列没有相同的元素,求有多少匹配满足 x i > y i i 个数的比满足 x i < y i i 的个数多 k

数据范围

对于 30 % 的测试数据, n 15
对于 70 % 的测试数据, n 200
对于 100 % 的测试数据, 1 n 2000 , 0 k n x i , y i 为正整数并在int 以内。

题解

首先,由于题目给的所有数都不相同,所以每次要不就是 x i > y i 要不就是 x i < y i

因此题目相当于是求恰好有 ( k + n ) / 2 x i > y i 的方案数,也因此无解的判法就是 k + n 为奇数。

显然对于 20 % 的数据,我们可以考虑枚举一下 x 的排列,然后暴力 check 即可,复杂度 O ( n ! )

对于 30 % 的数据,我们可以考虑动态规划的做法:

f j , S 表示考虑到前 | S | x 内的数,满足 x i > y i 的数量一共有 j 组,而在序列 y 中取了 S 这样的数。 S 内的 0 / 1 表示在 y 中取或者不取。

那么显然转移就是

f j , s = ( i S ) ( x | S | > y i ) f j 1 , S i + ( i S ) ( x | S | < y i ) f j , S i

这样复杂度就是 O ( n 2 × 2 n )

那么这对于 n 2000 的数据范围显然是非常爆炸的,而又感觉到这个状压实在是非常的浪费,那么怎么把它优化掉呢?

如果我们能直接地求出 f j , | S | (或者记为 f i , j )的值的话,那么这个状压的复杂度就可以吃掉了。

具体做法的话,我们考虑每次塞进了一个新的数,那么可以钦定它比较的结果是大的或者是小的对吧

设当前状态是 f i , j ,对于新加入的 i + 1 ,如果是大的,那要把 f i , j f i + 1 , j + 1 转移,如果是小的,就要向 f i + 1 , j 转移。

那么有多少种转移方案呢?

我们首先记 x 中每个数能比 y 中的多少个数大,记为 w i n i ,然后把 x y 都从小到大排序,这样一来求得的 w i n i 也是从小到大排序的

如果它是对大的作出的贡献,那么考虑他能得到大这个结果的数目只有 w i n i 个,而我们已经用掉 j 个了,那么就只剩下 w i n i j + 1 种方案让他成功了

如果它是对小的作出的贡献,那么我们还是已经用掉 j 个能得到大的结果的数目了,那么还有 i + ( j w i n i ) 可以让他随便取小

于是转移方程就变成了这样:

f i , j = f i 1 , j 1 × ( w i n i j + 1 ) + f i 1 , j × ( i + j w i n i )

然后 orz alphaGem 说这么推会爆负数,就是说在乘上 ( w i n i j + 1 ) 的地方会爆负,然后我的想法是由于你 w i n i 是单调递增的,也就是说如果 w i n i < j 了,就意味着这个状态是不可能存在的(不可能会使得有一个 w i n i 1 > j 然后 w i n i < j 的情况。

代码如下:

#include <bits/stdc++.h>
#define R register
#define LL long long
template<class TT>inline TT Max(R TT a,R TT b){return a<b?b:a;}
template<class TT>inline TT Min(R TT a,R TT b){return a<b?a:b;}
using namespace std;
template<class TT>inline void read(R TT &x){
    x=0;R bool f=false;R char c=getchar();
    for(;c<48||c>57;c=getchar())f|=(c=='-');
    for(;c>47&&c<58;c=getchar())x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
    (f)&&(x=-x);
}
const int mod = 1e9+9;
int n,k;
namespace subtask_1{
    int x[11],y[11];
    int main(){
        for(R int i=1;i<=n;++i)read(x[i]);
        for(R int j=1;j<=n;++j)read(y[j]);
        (k+=n)>>=1;
        sort(x+1,x+1+n);
        R int tmp=0,ans=0;
        do{
            tmp=0;
            for(R int i=1;i<=n;++i)if(x[i]>y[i])tmp++;
            if(tmp==k)++ans;
        }while(next_permutation(x+1,x+1+n));
        printf("%d\n",ans);
        return 0;
    }
}//true brute force
namespace subtask_2{
    int x[16],y[16],S;
    int f[20][20][1<<15];//f[i][j][s] means we consider first i numbers, win j times, opposite's state is s
    int main(){
        S=1<<n;(k+=n)>>=1;
        for(R int i=1;i<=n;++i)read(x[i]);
        for(R int i=1;i<=n;++i)read(y[i]);
        f[0][0][0]=1;
        for(R int i=1;i<=n;++i){//first i numbers
            for(R int j=0;j<=n;++j){//win j
                for(R int s=0;s<S;++s){//now state
                    for(R int t=1,tmp;t<=n;++t){//transform
                        if(s&(1<<(t-1)))continue;//not legal
                        tmp=j+(x[i]>y[t]);
                        R int &now=f[i][tmp][s|(1<<t-1)];
                        now=(now+f[i-1][j][s])%mod;
                    }
                }
            }
        }
        printf("%d\n",f[n][k][S-1]);
        return 0;
    }
}//states compressing recusion by bit
namespace total{
    int x[2222],y[2222];
    int win[2222];
    int f[2222][2222];
    int main(){
        (k+=n)>>=1;
        for(R int i=1;i<=n;++i)read(x[i]);
        for(R int i=1;i<=n;++i)read(y[i]);
        sort(x+1,x+1+n);
        sort(y+1,y+1+n);
        for(R int i=1,j=1;i<=n;){
            if(x[i]<y[j]||j>n){
                win[i]=j-1;
                ++i;
            }else j++;
        }
        for(R int i=f[0][0]=1;i<=n;++i){
            for(R int j=0;j<=i;++j){
                f[i][j]=((LL)f[i-1][j-1]*(win[i]-j+1)+(LL)f[i-1][j]*(i+j-win[i]))%mod;
            }
        }
        printf("%d\n",f[n][k]);
        return 0;
    }
}
int main(){
    read(n);read(k);
    if((n+k)&1)return puts("0")&0;
    if(n<=10)return subtask_1::main();
    if(n<=15)return subtask_2::main();
    return total::main();
}

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