2023CCPC全国邀请赛(湘潭)F. Timaeus 期望DP

题意:初始有a朵小花,一次操作可以消耗b朵小花合成1朵大花,同时一次操作可以从两个技能中选择一个,一个是有p%的概率消耗b朵小花合成2朵大花,一个是有q%的概率消耗b朵小花合成1朵大花+1朵小花,问最大期望合成的大花数量是多少?

如果看出了是期望dp,很容易列出转移方程dp[i]表示花费i朵小花的期望值。

dp[i]=max(p*(dp[i-b]+2)+(1-p)*(dp[i-b]+1),q*(dp[i-b+1]+1)+(1-q)*(dp[i-b]+1))

但是发现当b=1时有特例,如果b=1,你会发现dp[i-b+1]这个式子就是dp[i],所以不能用上述递推式了。

就需要重新推一下期望值了,假设只有一朵小花:

P(X=1)=1-q

P(X=2)=q*(1-q)

.......

P(X=n)=q^{n-1}*(1-q)

E(X)=1*(1-q)+2*q*(1-q)+...+n*q^{n-1}*(1-q)

公式展开合并同类项:

E(X)=1+q+q^{^{2}}...+q^{n-1}-n*q^{n}

前半部分等比公式合并:

E(X)=\frac{1-q^{n}}{1-q}-n*q^{n}

由于n趋近于无穷,0<=q<1,q^{n }趋近于0,所以再次化简:

E(X)=1/(1-q)

所以i个小花生成大花的期望值就等于i/(1-q)

所以转移方程就变成了:dp[i]=max(p*(dp[i-b]+2)+(1-p)*(dp[i-b]+1),i/(1-q))

撒花

#include
using namespace std;
double dp[1000005];
int main()
{	
	int a,b;
	double p,q; 
	cin>>a>>b>>p>>q;
	p/=100;
	q/=100;
	if(b==1)
	{
		for(int i=1;i<=a;i++)
		{
			dp[i]= max(p*(dp[i-1]+2)+(1-p)*(dp[i-1]+1),i/(1-q));
		}
		//ans=max(ans,a/(1-q));
		printf("%.9lf\n",dp[a]);
	} 
	else
	{
		for(int i=b;i<=a;i++)
		{
			dp[i]=max(p*(dp[i-b]+2)+(1-p)*(dp[i-b]+1),q*(dp[i-b+1]+1)+(1-q)*(dp[i-b]+1));
		}
		printf("%.9lf\n",dp[a]);
	}
 	return 0;
}

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