[NOIp2019] Emiya家今天的饭

Description

(Emiya)是个擅长做菜的高中生,他共掌握(n)种烹饪方法,且会使用(m)种主要食材做菜。为了方便叙述,我们对烹饪方法从(1 sim n)编号,对主要食材从(1 sim m)编号。

(Emiya)做的每道菜都将使用恰好一种烹饪方法与恰好一种主要食材。更具体地,(Emiya)会做(a_{i,j})道不同的使用烹饪方法(i)和主要食材(j)的菜((1 leq i leq n, 1 leq j leq m)),这也意味着(Emiya)总共会做(sumlimits_{i=1}^{n} sumlimits_{j=1}^{m} a_{i,j})道不同的菜。

(Emiya)今天要准备一桌饭招待(Yazid)(Rin)这对好朋友,然而三个人对菜的搭配有不同的要求,更具体地,对于一种包含(k)道菜的搭配方案而言:

  • (Emiya)不会让大家饿肚子,所以将做至少一道菜,即(k geq 1)
  • (Rin)希望品尝不同烹饪方法做出的菜,因此她要求每道菜的烹饪方法互不相同
  • (Yazid)不希望品尝太多同一食材做出的菜,因此他要求每种主要食材至多在一半的菜(即(lfloor frac{k}{2} floor)道菜)中被使用

这里的(lfloor x floor)为下取整函数,表示不超过(x)的最大整数。

这些要求难不倒(Emiya),但他想知道共有多少种不同的符合要求的搭配方案。两种方案不同,当且仅当存在至少一道菜在一种方案中出现,而不在另一种方案中出现。

(Emiya)找到了你,请你帮他计算,你只需要告诉他符合所有要求的搭配方案数对质数(998,244,353)取模的结果。

Input

(1)行两个用单个空格隔开的整数(n,m)

(2)行至第(n + 1)行,每行(m)个用单个空格隔开的整数,其中第(i + 1)行的(m)个数依次为(a_{i,1}, a_{i,2}, cdots, a_{i,m})​。

Output

仅一行一个整数,表示所求方案数对(998,244,353)取模的结果

Sample Input1

2 3 
1 0 1
0 1 1

Sample Output1

3

(PS):

由于在这个样例中,对于每组(i, j)(Emiya)都最多只会做一道菜,因此我们直接通过给出烹饪方法、主要食材的编号来描述一道菜。

符合要求的方案包括:

  • 做一道用烹饪方法(1)、主要食材(1)的菜和一道用烹饪方法(2)、主要食材(2)的菜
  • 做一道用烹饪方法(1)、主要食材(1)的菜和一道用烹饪方法(2)、主要食材(3)的菜
  • 做一道用烹饪方法(1)、主要食材(3)的菜和一道用烹饪方法(2)、主要食材(2)的菜

因此输出结果为(3 mod 998,244,353 = 3)。 需要注意的是,所有只包含一道菜的方案都是不符合要求的,因为唯一的主要食材在超过一半的菜中出现,这不满足(Yazid)的要求。

Sample Input2

3 3
1 2 3
4 5 0
6 0 0

Sample Output2

190

(PS):

(Emiya)必须至少做(2)道菜。

(2)道菜的符合要求的方案数为(100)

(3)道菜的符合要求的方案数为(90)

因此符合要求的方案数为(100 + 90 = 190)

Sample Input3

5 5
1 0 0 1 1
0 1 0 1 0
1 1 1 1 0
1 0 1 0 1
0 1 1 0 1

Sample Output3

742

Hint

对于所有测试点,保证(1 leq n leq 100)(1 leq m leq 2000)(0 leq a_{i,j} lt 998,244,353)

题解

(32pts)(DFS)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<stack>
#include<vector>
using namespace std;

const int MOD=998244353;
const int N=150,M=2500;
int n,m,a[N][M],l[M];//l[]记录每一列选了多少个
typedef long long ll;
ll Ans;

void Dfs(int id,int _n,ll _c,int Max)
{//当前枚举到第id行,选了_n个,方案数为_c,选的最多的列的所选个数为Max
	if(id>n) return;
	if(Max>n/2) return;//不符合要求
	Dfs(id+1,_n,_c,Max);
	int t1,t2; ll t3;
	for(int i=1;i<=m;++i)
		if(a[id][i])
		{
			++l[i],
			t1=_n+1,//选
			t2=max(Max,l[i]),//选
			t3=_c*a[id][i]%MOD;//选
			if(t2<=(t1/2)) Ans=(Ans+t3)%MOD;//符合要求
			Dfs(id+1,t1,t3,t2);
			--l[i];//回溯
		}
}

int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=1;i<=n;++i)
		for(int j=1;j<=m;++j) scanf("%d",&a[i][j]);
	Dfs(1,0,1,0),
	cout<<Ans<<endl;
	return 0;
}

(100pts)(DP)

下面的方法来自题解【luogu5664 Emiya 家今天的饭】

先把总数符合每道菜的烹饪方法互不相同的总方案求出来,再用(DP)求出不符合每种主要食材至多在一半的菜的方案数,最后求差即可

(DP)求出不符合每种主要食材至多在一半的菜的方案数如下:

考虑我们需要的限制条件(k>left lfloor frac{j}{2} ight floor),变形一下可以得到(2k+n-j>n)。观察这个式子,可以发现,(n-j)就是这(n)行里没有选的行数。然后一个奇妙的想法就出来了,对于每个节点,选它时当做该列选了两次,而对于某一行不选时,当做所有列选了一次,最终要找的就是当前列被选超过(n)次的方案。

就得到了如下的状态转移方程

f[j][k]=(f[j][k]+f[j-1][k]*(cnt[j]-w[j][i]))%P;//不选当前列
f[j][k+1]=(f[j][k+1]+f[j-1][k])%P;//不选当前行
f[j][k+2]=(f[j][k+2]+f[j-1][k]*w[j][i])%P;//选当前行当前列对应的节点

(My Code)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<stack>
#include<vector>
using namespace std;

typedef long long ll;
const ll MOD=998244353;
const int N=250,M=2000;
int n,n2,m;
ll a[N][M],sa[N],Ans,f[N][N];

void Read()
{
	Ans=1;
	scanf("%d%d",&n,&m);
	n2=n<<1;
	for(int i=1;i<=n;++i)
	{
		for(int j=1;j<=m;++j)
		{
			cin>>a[i][j];
			sa[i]=(sa[i]+a[i][j])%MOD;
		}
		Ans=(Ans*(sa[i]+1))%MOD;//计算全部答案,注意不选也是一种情况
	}
	Ans=(Ans-1+MOD)%MOD;//减去全部不选的情况
}

void DP()
{
	for(int i=1;i<=m;++i)
	{
		for(int j=0;j<=n2;++j)
			for(int k=0;k<=n2;++k) f[j][k]=0;
		f[0][0]=1;//DP初值
		for(int j=1,YH=0;j<=n;++j,YH+=2)
			for(int k=0;k<=YH;++k)
			{
				f[j][k]=(f[j][k]+f[j-1][k]*(sa[j]-a[j][i]+MOD)%MOD)%MOD,
				f[j][k+1]=(f[j][k+1]+f[j-1][k])%MOD,
				f[j][k+2]=(f[j][k+2]+f[j-1][k]*a[j][i]%MOD)%MOD;
			}
		for(int j=n+1;j<=n2;++j)
			Ans=(Ans-f[n][j]+MOD)%MOD;//减去当前枚举到的不合法方案
	}
}

int main()
{
	Read(),DP(),cout<<Ans<<endl;
	return 0;
}

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