[国家队集训]最短路

https://www.zybuluo.com/ysner/note/1253665

题面

考虑一张(n)个点的无向完全图,总共有(frac{n*(n−1)}{2})条边。每条边有(p)的概率存在,(1-frac{p}{10^6})的概率不存在。
现在等概率在(n)个点中随机选一个,求(1)号点到它的最短距离(经过的边数)。
如果(1)号点和它不连通,则认为答案是(10^9) 。求期望答案。

  • (50pts nleq100)
  • (100pts nleq400)

解析

不难发现,在当前题目条件下,除了(1)节点,其它点期望是一样的。

可以考虑从(1)号点出发,由近到远地统计各个点的期望。(然而我考场上是反过来想的,于是逃不过后效性这个大坑)
据说这个概念叫(BFS)树???(深度等于距离)

(50pts)算法

一个想法是设(dp[i][sum][s])表示当前统计到到第(i)层(离(1)号点距离为(i))、已经统计了(j)个点的答案、用其中的(s)个点与下一层的(t)(枚举)个点相连(往下拓展)的任意一点的期望。
(至于为什么这么多维,尝试列下转移式就知道了)

那么,枚举一下(t),转移是这样的

if(i+1==n-1) 
add(f[i+1][sum+t][t],1ll*f[i][sum][s]*lk[s][t]%mod*C[n-sum][t]%mod);
else 
add(f[i+1][sum+t][t],1ll*f[i][sum][s]*lk[s][t]%mod*dlk[s][n-sum-t]%mod*C[n-sum][t]%mod);

(lk[s][t])表示(t)个点起码被(s)中一个点连了的概率,即((1-(1-frac{p}{10^6})^s)^t)
(dlk[s][t])表示(s)个点与(t)个点完全没边的概率,即((1-frac{p}{10^6})^{st})

统计答案,就是把当前层所有点的距离(就是层编号)乘上概率,得到当前层的期望,加入答案。
注意不连通这一情况还要单独乘概率

for(int d = 0; d <= n-1; d ++)
  for(int sum = 1; sum <= n; sum ++)
	for(int s = 1; s <= sum; s ++)
	  if(f[d][sum][s]) 
	  {
		add(Ans,1ll*f[d][sum][s]*s%mod*d%mod) ;
		add(Ans,1ll*f[d][sum][s]*(n-sum)%mod*dlk[s][n-sum]%mod*(1e9)%mod);
	}

复杂度(O(n^4))

(100pts)算法

发现由于每次向下只转移一层,那个(i)没有什么卵用(但是它要统计进答案)。
考虑把它弄掉。

我们不枚举(i)了,并把这一维从(DP)状态中删掉。

注意到((p)为概率,(E)为期望)
(ans)
(=sum P*(dis+1))
(=sum P*dis+sum P)
(=sum E+sum P)

则我们可以把(dp)数组分为两个,(sum)表示当前已经统计了(sum)个点的答案,(j)表示将用其中(j)个点与下一层点相连。则(f[sum][j])表示该状态下的概率和,(g[sum][j])表示该状态的期望和(即概率乘期望)。

于是每层任意一点对答案产生的贡献转变为(f[sum][j]+g[sum][j])

怎么转移(f)(g)
枚举(t),乘上该层连通的概率和方案数(选出(n-sum)中的(k)个点),
(f[sum][j])就可以转移给(f[sum+k][k]),
(g[num][j]+f[sum][j])就可以转移给(g[sum+k][k])

最后(ans)要乘上(n-1)。(没错,(50pts)算法统计了,这里没统计)
复杂度(O(n^3))

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<vector>
#define re register
#define il inline
#define ll long long
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
#define fp(i,a,b) for(re int i=a;i<=b;i++)
#define fq(i,a,b) for(re int i=a;i>=b;i--)
using namespace std;
const int mod=998244353,N=500,M=1e6;
ll n,p,inv,ans,f[N][N],g[N][N],C[N][N],np,b[N],lk[N][N],dlk[N][N];
bool vis[N];
il ll gi()
{
   re ll x=0,t=1;
   re char ch=getchar();
   while(ch!='-'&&(ch<'0'||ch>'9')) ch=getchar();
   if(ch=='-') t=-1,ch=getchar();
   while(ch>='0'&&ch<='9') x=x*10+ch-48,ch=getchar();
   return x*t;
}
il ll ksm(re ll S,re ll o)
{
  re ll T=S;S=1;
  while(o)
    {
      if(o&1) S=S*T%mod;
      T=T*T%mod;
      o>>=1;
    }
  return S;
}
il void Pre()
{
  b[0]=1;fp(i,1,n) b[i]=b[i-1]*np%mod;
  fp(i,0,n) fp(j,0,n) lk[i][j]=ksm(mod+1-b[i],j);
  fp(i,0,n) fp(j,0,n) dlk[i][j]=ksm(np,i*j);
  fp(i,0,n)
    {
      C[i][0]=1;
      fp(j,1,i) C[i][j]=(C[i-1][j]+C[i-1][j-1])%mod;
    }
}
il void DP()
{
  f[1][1]=1;g[1][1]=0;
  fp(sum,1,n-1)
    fp(j,1,sum)
    if(f[sum][j])
      {
	(ans+=(mod+1-b[j])*(f[sum][j]+g[sum][j])%mod)%=mod;
	(ans+=dlk[n-sum][j]*f[sum][j]%mod*((ll)(1e9)%mod)%mod)%=mod;
	fp(k,1,n-sum-1)
	  {
	    re ll xs=lk[j][k]*dlk[j][n-sum-k]%mod*C[n-sum-1][k]%mod;
	    (f[sum+k][k]+=xs*f[sum][j]%mod)%=mod;
	    (g[sum+k][k]+=xs*((f[sum][j]+g[sum][j])%mod)%mod)%=mod;
	  }
      }
}
int main()
{
  n=gi();p=gi();inv=ksm(M,mod-2);
  np=(M-p)*inv%mod;
  Pre();DP();
  printf("%lld
",ans*(n-1)%mod*ksm(10,6*n*n)%mod);
  return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/yanshannan/p/9495429.html