LightOj_1284 Lights inside 3D Grid

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题意:

  给一个X * Y * Z 的立方体, 每个单位立方体内都有一盏灯, 初始状态是灭的, 你每次操作如下:

  1)选择一个点(x1, y1, z1)

       再选择一个点(x2, y2, z2)

       将这两个点所形成的立方体内所有的灯全部转换状态(灭的变亮的, 亮的变灭的)

  问, K次操作后, 亮着的灯的期望数目。

思路:

  三维坐标系, 每个维度都是相互独立的, 所以可以分开计算再相乘。

  考虑x轴, 对于每个点, 被选中的概率是多少:假设这个点左边有a个点,右边有b个点,

  那么这个点不被选中的概率是p = 1.0 - ((x - 1) * (x - 1) - (a * a + b * b)) / x * x。

  则,这个点在K次操作后被点亮的期望为:E = sigma C(k, i) * p * (1 - p) ^ (k - i),i为奇数, 因为i为偶数时灯是灭的。

  这是二项展开式(p + (1 - p)) ^ k 的所有奇数项。

  因此, E = ((p + (1 - p)) ^ k - (-p + (1 - p)) ^ k) / 2, 蓝色部分将所有的奇数项变成了负数, 偶数项不变, 相减后则成了两倍的奇数项之和。

代码:

  

 1 #include <cmath>
 2 #include <cstdio>
 3 #include <cstring>
 4 #include <cstdlib>
 5 #include <ctime>
 6 #include <set>
 7 #include <map>
 8 #include <list>
 9 #include <queue>
10 #include <string>
11 #include <vector>
12 #include <fstream>
13 #include <iterator>
14 #include <iostream>
15 #include <algorithm>
16 using namespace std;
17 #define LL long long
18 #define INF 0x3f3f3f3f
19 #define MOD 1000000007
20 #define eps 1e-6
21 #define MAXN 1000000
22 #define dd cout<<"debug"<<endl
23 #define p(x) cout<<x<<endl
24 int x, y, z, k;
25 double qpow(double x, int k)
26 {
27     double res = 1.0;
28     while(k)
29     {
30         if(k & 1) res = res * x;
31         x = x * x;
32         k >>= 1;
33     }
34     return res;
35 }
36 double get_p(int x, int n)
37 {
38     return 1.0 - ((x - 1) * (x - 1) * 1.0 + (n - x) * (n - x) * 1.0) * 1.0 / (n * n);
39 }
40 
41 int main()
42 {
43     int T;
44     int kcase = 0;
45     scanf("%d", &T);
46     while(T --)
47     {
48         double ans = 0.0;
49         scanf("%d %d %d %d", &x, &y, &z, &k);
50         for(int i = 1; i <= x; i ++)
51             for(int j = 1; j <= y; j ++)
52                 for(int g = 1; g <= z; g ++)
53                 {
54                     double p = get_p(i, x) * get_p(j, y) * get_p(g, z);
55                     ans += (1.0 - qpow(1 - 2.0 * p, k)) / 2.0;
56                 }
57         printf("Case %d: %.7lf
", ++kcase, ans);
58     }
59     return 0;
60 }
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原文地址:https://www.cnblogs.com/By-ruoyu/p/4726321.html