CodeForces 708E Student's Camp

pufanyi

题解

发布于：Feb 10, 2020

有一个 $(n + 2) \times m$ 的长方形，除了第一行和最后一行，其他每一行每一天最左边和最右边的格子都有 $p$ 的概率被摧毁，每行之间独立且左边和右边独立，求 $k$ 天之后最上面一行与最下面一行四联通的概率。

其中 $1\le n,m\le 1500,\,0\le k\le 10^5$，答案对 $10^9+7$ 取模。

一个简单的想法就是我们令 $h_{i,l,r}$ 表示 $k$ 天后第 $i$ 行还剩下 $[l,r]$，前 $i$ 行联通的概率。$P_{l,r}$ 表示单独一行只剩 $[l,r]$ 的概率。

首先我们有：

$$h_{i,l,r}=P_{l,r}\sum_{[l,r]\cap[l',r']\neq\emptyset}h_{i-1,l',r'}$$

接下来我们考虑 $P_{l,r}$，我们令 $q_{i}=\binom{k}{i}p^i(1-p)^{k-i}$，不难发现：

$$P_{l,r}=q_{l-1}q_{m-r}$$

然后我们令 $f_{i,r}$ 表示右端点为 $r$ 的所有 $h$ 之和，同理 $g_{i,l}$ 表示以左端点为 $l$ 的所有 $h$ 之和，再令 $F_{i,r}$ 表示右端点小于等于 $r$ 的所有 $h$ 之和，同理 $G_{i,l}$ 表示以左端点大于等于 $l$ 的所有 $h$ 之和。

具体地：

$$\begin{aligned} f_{i,r}&=\sum_{l=1}^rh_{i,l,r}\\ g_{i,l}&=\sum_{r=l}^mh_{i,l,r}\\ F_{i,r}&=\sum_{R=1}^rf_{i,R}\\ G_{i,l}&=\sum_{L=l}^mg_{i,L} \end{aligned}$$

于是我们就有：

$$h_{i,l,r}=P_{l,r}\left(F_{i-1,m}-F_{i-1,l-1}-G_{i-1,r+1}\right)$$

将 $h$ 代入 $f$ 和 $g$，我们有：

$$\begin{aligned} f_{i,r}&=\sum_{l=1}^rq_{l-1}q_{m-r}\left(F_{i-1,m}-F_{i-1,l-1}-G_{i-1,r+1}\right)\\ &=q_{m-r}\left(\sum_{l=1}^rq_{l-1}\left(F_{i-1,m}-F_{i-1,l-1}\right)-G_{i-1,r+1}\sum_{l=1}^rq_{l-1}\right)\\ g_{i,l}&=\sum_{r=l}^mq_{l-1}q_{m-r}\left(F_{i-1,m}-F_{i-1,l-1}-G_{i-1,r+1}\right)\\ &=q_{l-1}\left(\sum_{r=l}^mq_{m-r}\left(F_{i-1,m}-G_{i-1,r+1}\right)-F_{i-1,l-1}\sum_{r=l}^mq_{m-r}\right) \end{aligned}$$

考虑到最后答案是 $F_{n,m}$，我们发现我们可以绕过 $h$ 来求 $F$。

最终复杂度 $\mathcal{O}(k+nm)$。

代码可以看 这里。

更新于：Dec 26, 2023

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