[luogu4707]重返现世——min-max容斥拓展+动态规划

题目大意:

给定(n)个物品和每个物品出现的概率,收集到至少(k)个物品的期望时间。
(k leq 10)

思路:

好题!

容斥计算第k大的期望,考虑计算第i大的数的贡献:

[egin{aligned} &sum_{j=0}^{i-1}{i-1choose j}f_{j}=[i=k]\ &sum_{j=0}^{i}{ichoose j}f_{j}=[i=k-1]\ &f_i=sum_{j=0}^{i}(-1)^{i-j}{ichoose j}[j=k-1]\ &f_i=(-1)^{i-k+1}{ichoose k-1}\ end{aligned} ]

可得kth-max 的公式为:

[kth(S)=sum_{Tsubseteq S}(-1)^{|T|-k}{|T|-1choose k-1}min(T) ]

其中(min(T)=frac{m}{sum_{iin T}p_i})

我们需要求出所有(|T|geq k)(T),无法直接全部求出,观察到(m=sum{p_i} leq 10^{4}),于是考虑DP。

(f_{i,j})为选了(i)个数,其中(sum{p_i}=j)的方案数,时间复杂度(Theta(n^2m))

时间复杂度难以通过,考虑进一步优化:

(dp_{j,k}) 表示(sum{p_i}=j),且当前求的是第(k)大的方案数系数之积的和,考虑依次将(n)个物品加入,对于(dp_{j,k}),有加入第(i)个物品和不加入第(i)个物品两种选择,转移时主要考虑强制加入第(i)种物品的选择。

对于强制选择第i个点的部分,集合的大小需要加(1),考虑从前(i-1)个物品的状态转移过来,不难发现我们需要的式子是:

[sum_{i}(-1)^{i+1-k}{i choose k-1}f_{i,j-p} ]

其中 i 枚举的是之前选择的集合大小。

但是上一个状态(dp_{j-p,k-1})可以给我们提供的式子是:

[sum_{i}(-1)^{i-k+1}{i-1 choose k-2}f_{i,j-p} ]

不难发现之中我们所缺失的部分为:

[egin{aligned} &sum_{i}(-1)^{i-k+1}{i-1choose k-1}f_{i,j-p}\ =&-sum_{i}(-1)^{i-k}{i-1choose k-1}f_{i,j-p}\ =&-dp_{j-p,k} end{aligned} ]

于是到了最后我们得到了转移方程:

[dp_{j,k}=dp'_{j,k}+dp'_{j-p,k-1}-dp'_{j-p,k}\ ]

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 * Author : ylsoi
 * Time : 2019.1.16
 * Problem : luogu4707
 * E-mail : ylsoi@foxmail.com
 * ====================================*/
#include<bits/stdc++.h>

#define REP(i,a,b) for(int i=a,i##_end_=b;i<=i##_end_;++i)
#define DREP(i,a,b) for(int i=a,i##_end_=b;i>=i##_end_;--i)
#define debug(x) cout<<#x<<"="<<x<<" "
#define fi first
#define se second
#define mk make_pair
#define pb push_back
typedef long long ll;

using namespace std;

void File(){
    freopen("luogu4707.in","r",stdin);
    freopen("luogu4707.out","w",stdout);
}

template<typename T>void read(T &_){
    _=0; T f=1; char c=getchar();
    for(;!isdigit(c);c=getchar())if(c=='-')f=-1;
    for(;isdigit(c);c=getchar())_=(_<<1)+(_<<3)+(c^'0');
    _*=f;
}

const int maxn=1000+10;
const int maxm=10000+10;
const int mod=998244353;
int n,k,m,p[maxn];
ll fac[maxn],ifac[maxn];
ll dp[maxm][maxn],ans;

ll qpow(ll x,ll y){
    ll ret=1; x%=mod;
    while(y){
        if(y&1)ret=ret*x%mod;
        x=x*x%mod;
        y>>=1;
    }
    return ret;
}

void math_init(){
    fac[0]=1;
    REP(i,1,1e3)fac[i]=fac[i-1]*i%mod;
    ifac[1000]=qpow(fac[1000],mod-2);
    DREP(i,1e3-1,0)ifac[i]=ifac[i+1]*(i+1)%mod;
}

ll C(int x,int y){
    if(x<0 || y<0 || x<y)return 0;
    return fac[x]*ifac[y]%mod*ifac[x-y]%mod;
}

void init(){
    read(n),read(k),read(m);
    REP(i,1,n)read(p[i]);
}

void ad(ll &_,ll __){_=(_+__)%mod;}

void work(){
    k=n-k+1;
    dp[0][0]=1;
    REP(i,1,n){
        DREP(j,m,p[i]){
            DREP(l,k,1){
                ad(dp[j][l],dp[j-p[i]][l-1]-dp[j-p[i]][l]);
            }
        }
    }
    REP(i,1,m)ad(ans,m*qpow(i,mod-2)%mod*dp[i][k]%mod);
    printf("%lld
",(ans+mod)%mod);
}

int main(){
    //File();
    math_init();
    init();
    work();
    return 0;
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/ylsoi/p/10287658.html