训练记录PART5 2018.6.15~8.15

友情提醒:大部分题选自opentrains,以后有训练需要的同学慎重查看。

6.15 Petrozavodsk Summer 2013 - Comenius U Selection by Michal Forisek

C
  题意:给出一个长度为 \(N(\leq 10^5)\)\(DURL\) 操作序列。想想一只画笔在无限大的平面上画线,保证线可以相交但不会重合,且最终构成一个回路。问画出的图形最少需要用几种颜色染色(使得边相邻的区域颜色不同)?
  题解:

E
  题意:有一个圆形披萨,圆心在 \((0,D)(D > 0)\) 。桌面是 \(x\) 轴上侧。将披萨等分切成\(N\)块(水平沿 \(x\) 轴正方向是第一刀)。现在要一块一块取小披萨。没有被取过的披萨本来是粘成一个整体的。注意任意时刻,不能有一个整体的披萨掉下桌面(重心 \(\leq 0\))。问可行的取用排列有几种。
  题解:先用积分预处理出一段披萨是否能屹立在桌上。然后区间DP一下即可。

K
  题意:在 \([10^6,10^6]\) 平面里随机撒 \(N(2 \leq N \leq 10^5)\) 个点。求最近点对的距离。
  题解:利用随机花式做。

6.20 2017 Multi-University Training Contest 3

6.22 Petrozavodsk Winter 2011 - Andrew Stankevich Contest 39

A
  题意:有 \(N (\leq 30)\) 个交易所和 \(M\) 个可行交易方案 \((x,y,p,q)\) ,表示交易所 \(x\) 里每单位的钱可以换成交易所 \(y\)\(p\)元前,且最多交易 \(q\) 次。\(|p|,q \leq 100\)。求最多能挣多少钱。
  待补。

E
  题意:用 \(N (\leq 500)\) 个边长是 \(1 \times 1\)的正方形拼出一个规则几何形状。求拼成最小周长的形状的方法有几种。(摆放位置已经确定,即四个角上轮换算不同方案)
  题解:最终形状肯定是 \(a \times b\) 的长方形抠掉一些。枚举每一组\((a,b)\)统计答案。
  研究一下“抠”的规则。设 \(L_i,R_i\) 表示每行连续的正方形位置,显然要保证 \(L_i\) 先递减再递增,\(R_i\) 先递增后递减,且 \(L_i\) 要取过 \(1\)\(R_i\)要取过 \(N\)。可以直接根据这些规则从上到下进行DP。

G
  题意:求 \(N (\leq 500)\) 个点的排列中,能被分解成三个递增序列的排列有几种。
  题解:待补。

6.24 2017 Multi-University Training Contest 6

A
  题意:给出由 \(N(\leq 10^5)\) 个单词的字典和 $Q(\leq 10^5) $个询问,每次给出两个串 \(pre,suf\) ,问有多少个单词以 \(pre\) 为前缀,以 \(suf\) 为后缀,且它们不重叠。字符串总长 \(\leq 5 \times 10^5\)
  题解:这两维的限制很难搞。因为一开始单词的顺序是无关的,我们可以先按字典序排序。这样,前缀是固定值的单词必然是连续的。我们倒着建立trie,每次按\(suf\)走一走,即询问:当前 \(trie\) 子树下有多少个开头满足在区间 \([L,R]\) 中的。
  注意还有棘手的限制:不能重叠。即询问串的长度必须 \(\geq |pre|+|suf|\) 。为了破解这个限制,我就离线先按询问的长度排序,动态往dfs序里丢一个数,或者询问一段区间里里另一维权值在 \([L,R]\) 的数有多少个。这个是经典的2个log带修改主席树的做法。
  其实只要容斥地减掉即可。不合法的一定是重叠的,我们直接暴力枚举重叠部分长度,用hash去全局判一判即可。

B
  题意:一共有 \(5 \times 10^5\) 组数据。给出圆里的两个点 \(P\)\(Q\) ,保证\(|OP|=|OQ|\)。在圆周上找一个 \(D\) ,使得 \(|DP|+|DQ|\) 最小。
  题解:数据组数很大,三分需要一点黑科技。 三分时其实没必要三等分点 。如果 \(m_1\)\(m_2\) 每次都取在 \(mid=\frac{l+r}{2}\) 的附近,它的效率就会接近二分了。考虑到一些精度问题,建议与 \(mid\) 隔得稍微远一点。
  考虑解析解怎么求,这里需要圆的反演的知识。分别对 \(P\)\(Q\) 做圆的反演点,相似比为 \(|OP|:r\)。因为比例一样,所以等价于求\(|DP'|+|DQ'|\)的最小值。如果 \(|P'Q'|\) 与圆有交,交点便是 \(D\) ;否则可以假想一个以它们为焦点的椭圆,我们一点点放大这个椭圆,它第一次与圆的交点即为所求,此时就在中垂线位置。

H
  题意:给出 \(N(\leq 10^5)\) 个数的排列和 \(M(\leq 10^5)\) 个询问。每次给出 \(L,R\) ,求\(\sum \limits_{i=L}^R \sum \limits_{j=i+1}^R \sum \limits_{k=j+1}^R [gcd(p_i,p_j)=p_k] \times p_k\)
  题解:离线,枚举每一个右端点,维护此时左端点的答案。由 \(p\) 是一个排列,每次加入 \(i\) 后,我们可以暴力枚举 \(p_i | p_j (j
  如果从右往左扫描,现在问题转化成:把一个数加入集合;或者问集合里与某个数互质的数有多少。这是个经典问题,只能暴力容斥。为了减少常数,每次加入一个数的时候,只在它 \(mul \ne 0\) 的位置算贡献。

7.14 Petrozavodsk Summer 2016 - Petr Mitrichev Contest 14

C
  题意:考虑这样一个题:把 \(0\)\(1\) 填入 \(N(\leq 60)\) 位的格子。还有 \(m(\leq 100)\) 个进制串,表示它们不能是某个合法方案的子串。问合法的方案总数 \(n\) 。现在给出这个 \(n(\leq 10^9)\) ,要求构造一种合法方案。
  题解:待补。

F
  题意:有 \(k(\leq 10000)\) 轮游戏。每一轮会独立地随机一个 \(1\) ~ \(n(\leq 10000)\) 之间的数,可以选择取这个数或者 \(skip\) 。必须正好取 \(3\) 个数,问最优决策下,取的 \(3\) 个数是等差数列的概率。
  题解:设 \(f_{i}\) 表示一共玩 \(i\) 轮成功的概率。转移显然为:\(f_i=\frac{1}{n} \sum \limits_{j=1}^n \max(f_{i-1},g_{i-1,j})\)。其中 \(g_{i,j}\) 表示还剩下 \(i\) 轮,之前已经取了一个数字 \(j\) 的最优成功概率。然后 \(g_{i,j}=\frac{1}{n} \sum \limits_{k=1}^n \max(h_{i-1,k,g},g_{i-1,j})\) 。其中 \(h_{i,j,k}\) 表示剩下 \(i\) 轮,已经选出两个 \(j\)\(k\) 的成功概率。 \(h\) 已经可以直接算了。且注意到,计算 \(g\) 枚举的 \(k\) ,本质不同的只有 \(4\) 种(已经确定了两个数,符合要求的第三个数最多只有 \(3\) 个),我们可以合并相同的情况。最后复杂度 \(O(NK)\) ,滚一滚数组即可。

H
  题意:给出一个 \(n \times m(n,m \leq 1000)\) 的01网格。每次可以翻转一行,一列,或者任意一条(反)对角线。求打印一种能翻转成全1的方案。
  题解:

7.15 Petrozavodsk Summer 2016 - Ural FU Dandelion Contest

C
  题意:维护一个 \(N(\leq 10^5)\) 个数的可重集(数字 \(\leq 10^9\) )。有 \(Q(\leq 10^6)\) 种操作,分为两种:①问目前第 \(k\) 小的数;②将所有 \(> x\) 的数都减掉 \(x\)
  题解:要动态地求第 \(k\) 小,相当于要实时地维护出这个集合。为了用上一些均摊的特性,我们把②操作要维护的数分类。
  对于 \(y \in [x+1,2x]\) 的这些数,其实我们是可以暴力找出来删掉它们,再暴力插回平衡树的。因为每操作一次,值必然小于原来的一半。
  对于 \(y > 2x\) 的这些数就不能暴力了。但注意到,它们减去了 \(x\) 后依然大于 \(x\) ,与之前所有数的相对大小保持不变!这样我们只需在这一段里打一个区间减标记即可。

I
  题意:给出一个凸包 \(N(\leq 10^5)\) 。问凸包上有多少个点对,满足以它们为直径画圆,该圆可以盖住凸包上的所有点。
  题解:因为直径是圆里最大的弦,所以符合要求的圆的直径必然是凸包的最远点对的距离。
   首先介绍一个经典算法:求每一个点的最远点。
  显然一侧绕着凸包走,另一侧是单调的。但注意这不是完全决策单调性,即最优点周围是不具备单调性的。

  最简单的做法就是分治。具体地,将凸包倍长,定义
\[\begin{equation} cost_{i,j}=\left\{ \begin{aligned} dist(i,j) & i \leq j < i+n\\ -dist(i,j) & j < i , j \geq i+n\\ \end{aligned} \right. \end{equation}\]
  直接对其做要求的点为 \([1,n]\) ,分治决策点为 \([1,2n]\) 的DP即可。(注意不合法那一段一定要取负,以保持分治的单调性)
  这题我们会发现,如果一组点对合法,那么所有距离为直径的对踵点都合法。所以只需暴力check一组即可。
  

7.17 Lesnoe Ozero 2016 BSUIR Open 2016 Finals

B
  题意:有一个 \(N \times N(N \leq 1000)\) 个格子,每一个格子均匀随机一种 \([1,k](1 \leq k \leq N^2)\) 的颜色。一个矩阵的价值是里面不同颜色的数量。求所有子矩阵的价值之和。
  题解:待补。

C
  题意:一个数列前 \(5\) 项是 \(\{1,2,4,6,3\}\) ,之后每一 个\(a_i\) 满足:它是与 \(a_{i-1}\) 不互质、且之前没出现过的最小的正整数。求它第 \(N(\leq 3 \times 10^6)\) 项的值。
  题解:直接对于每一个质数,维护 \(f_i\) 表示含该质数的最小没出现过的数是多少。全局维护一个是否出现过的flag数组,每次枚举 \(a_{i-1}\) 的质数,用 \(f_i\) 更新,维护 \(f\) 时暴力往上走即可。复杂度为 \(O(N \log N)\)

D
  题意:平面里有 \(N(\leq 1000)\) 个点。问有多少条长度为 \(6\) 的链,满足这 \(6\) 个点互不相同,线段方向交替(第一条线段是向左转,第二条向右转……),且每次转向角都是钝角。
  题解:待补。

7.19 XVI Open Cup - Grand Prix of Ekaterinburg

7.21 XVI Open Cup - Grand Prix of Siberia

L
  题意:有 \(k(\leq 10)\) 个寄存器,初始时 \(0\) 号点里的值是 \(x\) ,别的点都是\(0\)。给出\(m(\leq 15)\)操作,分为两种:①将一个寄存器的值加到另一个上。②某个寄存器里的值加一。所有操作都是在模域 \(P\) 下进行的。再读入一个 \(K\) 位的字符串表示 对\(P\) 的限制:每一位是 \(0\)~\(9\) 中的一个数或者 \(?\) (可以填任意数字);第一位必然是确定的数字。
  设所有操作做完后 \(0\)号点得到的值是 \(y\) 。现在只给出 \(y\) ,对于所有合法的pair \((x,P)\) ,求 \(x\) 的和。注意要保证 \(0 \leq x,y,且一个 \(x\) 如果有多个 \(P\) 符合,答案算多次。
  题解:这题特别复杂。首先前面的寄存器没啥卵用。题目转化成,\(Ax+B=y(\mod P)\),给出 \(P\) 的数码限制和 \(y\) ,求所有合法解的 \(x\) 之和。
   \(P\) 有数码限制,应该要数位DP;但有取模运算在似乎不好搞。因为寄存器操作 \(m \leq 15\)\(A\)\(B\) 不会很大(几千)。我们可以枚举这个等式的商 \(k\) ,将其改写成 \(Ax+B=y+kP\) 。如果 \(B (为了满足这个条件,\(P\) 限制位数小的时候我们可以暴力枚举 \(P\) 验证),又因为 \(x < P\),所以 \(k\) 的枚举范围为\([0,A]\)
  再把式子写成 \(\frac{Ax+B'}{k}=P\)。这个式子必须要整除,设最小合法解为 \(x0\) (对应的 $P $称为 \(p0\) )。 \(x\) 每加一,分子增加 \(A\) ,那么我们可以求一个\(dx = \frac{k}{gcd(A,k)}\),表示 \(x\) 至少增加这么多才能又一次整除;对应的 \(dp = \frac{A}{gcd(A,k)}\)。注意还要满足 \(x < P\) ,所以第 \(i\) 组解如果成立,要满足 \(x0 + dx \times i < p0 + dy \times i\),由 \(k \leq A\) ,合法的 \(i\) 是一个后缀(要大于等于某个值)。
  求 \(\sum x\) 比较麻烦,考虑先求出 \(\sum P\) ,最后式子转化一下即可。
  问题变成了一个有下界要求的数位DP。因为合法的 \(P\) 是一组等差数列,DP的时候我们还要再记一维 \(mod\) 表示目前填的 \(P\) 的前缀对 \(dp\) 的模数(最后被统计进答案的 \(P\) 需满足 $P \mod dp = p0 \mod dp $ )。注意不光要记录目前之前填好的前缀所有合法 \(P\) 的和,还要记合法 \(P\) 的个数(这样才能帮助转移前者)。常数略大,需要卡常。

7.22 Petrozavodsk Winter 2015 - Wroclaw U Contest

L
  题意:给出一个 \(N(\leq 2 \times 10^5)\) 个点和 \(M(\leq 5 \times 10^5)\) 条边的有向图。对于每一个都询问:如果删了这个点,这张图的强连通分量个数是否会增加。
  题解:每一个SCC单独做。考虑固定一个点 \(O\) 。如果点 \(X(X \ne O)\) 是合法点,那么至少存在一个子SCC集 \(B\) ,满足它和 \(O\) 所在的子SCC集 \(A\) 不能互相到达。先从 \(O\) 点开始跑一个支配树。假设只存在 \(B\)->\(A\) 的边,我们会发现, \(X\)\(B\) 集合的所有点的支配点;反之 \(A\) -> \(B\) 有边,只需将所有边都反向,那么 \(X\) 依然是它们的支配点。所以,我们跑正反各一次支配树,如果一个点至少一次成为某个点的祖先,就是合法点。最后还要特判 \(O\) 点,直接删除它跑一遍tarjan即可。

7.22 FaceBook R1 T4

  题意:有 \(N(\leq 3000)\) 个院子排成一排,相邻两个院子有一个栅栏。每个栅栏的高度是 \((L_i,R_i)(R_i \leq 10^6)\) 里的一个随机整数。
  还有 \(M(\leq 3000)\) 个僵尸,给出它们初始所在的院子和最多能跳的高度。对于所有栅栏的可能局面,问“至少存在一个院子不可能被任何僵尸走到”的概率。答案对大质数取模。
  题解:有点意识流的DP。设 \(f_{i,j}\) 为前 \(i\) 个院子都能被僵尸到过,且能走到院子 \(i\) 的最强的僵尸是 \(j\) 的概率;再设\(g_{i,j}\)为前\(i\)个栅栏不能全被僵尸到过,且必须有一个能力至少为 \(j\) 的僵尸从右侧跳到第 \(i\) 个院子来,能使前 \(i\) 个院子都被到过。对于一个 \(i\)\(f\)\(g\) 显然是不交的,而且它们的概率和是 \(1\) 。每次转移的时候,分情况讨论即可。转移 \(g\) 的时候复杂度是 \(O(N)\) 的,还需要一个前缀和优化。总复杂度 \(O(N^2)\)

7.23 Petrozavodsk Winter 2015 - Jagiellonian U Contest

B
  题意:有一个 \(6 \times 6\) 的棋盘。现在打乱棋盘上棋子。每次可以对一行或者一列循环移动1格。构造一种能恢复成原来状态的操作序列。
  题解:如果我们能做到交换两个格子,这题也就结束了。可惜我并没有搞出来。
  对于一个点 \((x,y)\) ,如果对其执行了 \(DRUL\) 的操作,别的数没有发生变化,而\((x,y),(x,y+1),(x-1,y)\)这三个字符发生了循环位移。同理,我们也能发现 \((x,y),(x,y-1),(x-1,y)\) 的循环位移的方法。前 \(4\) 行每次用三角置换把数字移动到目标位置。最后两行是一列一列填好的,最后还会剩下两个字符(即使是反的也没救了)。到这里也能说明,能互相到达的状态的等价类最多为 \(2\) 。实测发现等价类为1,所以每次对于一个初始态,我们可以先随机shift一下,再按这个操作拼。每次正确率的期望是 \(\frac{1}{2}\)

C
  题意:给出 \(b(\leq 5 \times 10^4)\) 进制下,数码 \(1\)~\(b-1\) 分别对应的字符串(总长\(\leq 5 \times 10^5\))。再给出一个很长的字符串 \(S(|S| \leq 3 \times 10^5)\),找到它的一个子序列 \(S'\),使得$ S'$ 能能不重不漏地分解成一些数码对应的字符串,且数码构成的数字最大。要求输出方案。
  题解:求最长的数字长度还是比较好做的。设 \(f_i\) 表示后缀 \(i\)~\(n\) 中能拼成的最长长度,每次枚举从 \(i\) 开始最小的能覆盖的子串 \([i,j]\)\(f_i=\max(f_{j+1}+1, f_{i+1})\)。还要求具体方案的话,因为数字一定是首位越大越优,增设 \(g_i\) 表示在满足长度为 \(f_i\) 的情况下,当前第一位最大是多少。转移时,找合法覆盖串 \([i,j]\) 的最大可能数码。注意 \(j\) 还要满足,\(f_{j+1}=f_i-1\)
  以上是暴力转移的做法。在比赛时,想到了一个\(naive\)的分块做法。设一个阈值 \(last(=100)\) 。把数字对应的串按长度排序,称后 \(last\) 个为大串,剩下的为小串。dp转移的时候,分别考虑这两类串的贡献。对于小串,长度都是比较小的,我们直接暴力枚举 \(j\) ,然后看一下给定子串是否存在一个对应数码(所以我们还能将小串的长度去重来枚举,减少常数);对于大串,每次dp第 \(i\) 位时直接扫描全集,hash值比对一下即可。复杂度是 \(O(N(K+last))\) 的,其中 \(K=min(\sqrt{5 \times 10^5 - l \times last},l)\)\(l\) 是一个任意值(表示后 \(last\) 个串的长度)。手写hash+64位自然溢出可以卡过。
  事实上有很简单的做法。将所有数码串反向建 \(trie\) 图。倒着枚举 \(i\) 的时候,直接走 \(S_i\) 这条边。这样当前节点 \(p\)\(fail\) 树上的祖先都是能匹配的串。预处理一个点到根路径上最短匹配串,就可以支持对 \(f\) 数组的转移了。 \(g\) 数组的话,因为有一个长度限制,如果同时维护的话,需要在 \(fail\) 树上询问某一段祖先的最大值。但其实,我们可以等 \(f\) 数组做完后,从前往后逐位确定去确定具体方案。每次找到之后 \(f\) 连续的那一段,从结尾出开始走 \(trie\) 图,这样我们只会询问到根路径上最大匹配串的数码。

D
  题意:多组数据。每次给出一个 \(N(\leq 2000)\) 个整数的集合,数字范围为 \([0,10^9]\)。找出一个长度最长的等差数列。
  题解:开始想到的做法是:枚举任意两个数 \(a_i,a_j\) ,将这个pair插入 \(a_j-a_i\) 这个集合里。最后依次扫描每一个集合,每次贪心地跑一遍即可。但是如何划分这些集合呢?直接排序也是会TLE的,首先hash可能也会卡常。
  事实上,排完序后,直接设 \(f_{i,j}\) 表示结尾两个数是 \(a_i,a_j\) 时的最长长度。然后找到一个 \(k\) ,使得 \(a_j-a_i=a_k-a_j\) ,转移到 \(f_{j,k}\) 。注意到,枚举 \(j\) 的时候,对应的 \(k\) 是单调的,指针扫一扫即可。

7.25 XV Open Cup - Grand Prix of America

D
  题意:给出一个二进制数 \(R\),它是由01串 \(S(|S| \leq 50)\) 重复 \(K(\leq 10^5)\) 次得到的。要在 \([0,R)\) 里选择 \(N\)互不相同的数,使得它们的xor值是0。求方案数模 \(10^9+7\)
  题解:还不会帅气的做法。
  先写一个我搞出来的求允许相同的数的答案。考虑直接数位DP,对每一个数都开一个0/1表示是否已经严格小于 \(R\) ,转移时枚举每个数这一位填0/1(都可以用一个二进制状态 \(U\) 来描述)。这样复杂度是 \(O(|S| \times K \times 2^N)\) 的。 \(K\) 很大,考虑倍增 \(K\) 。关于合并的话,我并不会特别优美的做法。只会设 \(f_{S,T}\) 表示经过一段 $R \(之后,原dp数组的状态\)S$对新dp数组的状态 \(T\) 的贡献的系数。预处理走一段的复杂度上界是 \((4^N \times |S|)\) (枚举子集的子集)。不停地把f合并来倍增。每次合并复杂度也是 \(O(4^N)\)

G
  题意:初始有一个字符串 \(p\) 和空串 \(S\) 。重复若干次操作,每次往 \(S\) 里的随机一个位置插入一个 \(p\) 。给出最终状态的 \(S(|S| \leq 200)\),求长度最短(如果一样,字典序最小)的合法的 \(p\)
  题解:要长度和字典序最小,应该是枚举+check的套路。先枚举一个 \(|S|\) 的约数 \(len\)\(p\) 必然是 \(S\) 的一个子串,我们再花 \(O(N)\) 的时间,可以找到所有可能的 \(p\) ,最后验证一下即可。
  验证时,每次找到最靠前的 \(p\) 并删掉是错的。比如\(S=ababaa,p=aba\)也是合法的。
  注意到,虽然一块p可能被断成若干截,但夹在其中的每一段,必然是能独立消光的。我们可以 \(f_{i,j}\) 表示区间 \([i,j]\) 是否能合法。注意 \(j-i+1\) 不要求是 \(len\) 的倍数。如果有余数,我们要求多余的部分正好是 \(p\) 的前缀。转移时考虑第 \(j\) 个字符。
  一种情况是,它和之后的零碎字符会拼成一段,即 \(f_{i,j}|=f_{i,j-1} and a_j = prefix_{(j-i) \mod len+1}\)
  或者说,对于之后的零碎部分而言, \(j\) 是属于夹在它之间的整块,那么 \(f_{i,j}|=f_{i,j-k \times len} and f_{j-k \times len+1,j}\)
  最终复杂度为 \(\sum \limits_{k|N} (N-k+1) \times N^2 \times \frac{N}{k}=O(N^4)\)

H
  题意:一个坏的售货机有 \(N(\leq 10^5)\)个物品,每个物品有 \(a_i(\geq 1)\) 个。还有 \(N\) 个按钮,第\(i\)个按钮指向物品 \(f_i\) 。每指定一次 \(i\) 后,如果物品 \(i\) 和物品 \(f_i\) 都有货,要支付 \(C_i\) 的代价,但会跳出物品 \(f_i\) 。再给出每个物品卖掉的价格 \(D_i\) ,问操作一通最多能赚多少钱。
  题解:挺有趣才摘录的,不难。经典模型,构出来的一定是一棵基环内向树。如果只是树,从根开始直接向外贪心即可。
  考虑环的话,环上指向一个点 \(X\) 的边必须要大于 \(X\) 子树朝它的边(否则删掉它即可做一遍树即可)。先全部取到 \(1\) ,最后必须损失一个点,找一个最小的即可。

7.27 2018 Multi-University Training Contest 2

A
  题意:给出 \(N(\leq 15)\) 个整数区间。在每个区间里等概率随机一个实数,求总和的绝对值的期望。模大质数。
  题解:待填坑。

C
  题意:给出一张 \(N(\leq 10^5)\) 个点, \(M(\leq 10^5)\) 条边的无向图。问最少几条 \(path\) 可以覆盖每条边正好一次。要输出方案。
  题解:度数为奇数的点必然只有偶数个。将它们随意连接,就能得到一张欧拉图。跑一个欧拉路径,再把连接处断开即可。

F
  题意:给出一个 \(N \times M (N,M \leq 3000)\) 的棋盘。给每一个格子染黑色或白色的一种,问至少有 \(A\) 行全黑,\(B\) 列全黑的方案数。
  题解:在一维情况下,算正好是 \(x\) 个符合要求的答案,我们可以倒着来\(DP\)。即 \(g_x=f_x-\sum \limits_{i=x+1}^n g_i \times C_i^x\) 。但是二维下,这个是\(O(N^4)\)的。
  反思一下,一维的时候,其实我们还可以直接容斥算 \(x\) 处的答案。 \(g_x=\sum \limits_{i=x}^n f_i \times C_i^x \times (-1)^{i-x}\)
  而且这个也是可以无伤拓展到二维的。所以现在我们会 \(O(NM)\) 的复杂度算 正好有 \(A\)\(B\) 列的方案数 了。
  假想我们枚举所有\((A',B')(A' \geq A),B' \geq B)\)分别做一遍容斥,这样依然是 \(O(N^4)\) 的。
  但我们可以反过来考虑,对于一组 \((x,y) (x \geq A,y \geq B)\),计算它对所有 \((A',B')\) 的贡献。系数是对一个组合数的式子求和,拆一拆可以用前缀和优化。最终效率是 \(O(NM)\) 的。

8.6 XVIII Open Cup - Grand Prix of Peterhof

A
  题意:要选出六边形网格(见下图)里的 \(N(\leq 10^9)\) 个点,然后用连续围墙把它们围住。围墙也占据格子,且不能和选出的点重合。可以多围一些空的格子。问围墙经过的最少的格子数。
训练记录PART5 2018.6.15~8.15_第1张图片
  题解:若 \(N\) 正好等于一个正六边形内部的点数,那么外面围一圈必然是最优的。之后每增加1的围墙,可以“拓宽”一条边界。假设六边形边长是 \(e\),向外拓展六次后,能多围的点数分别为 \(e-1,e,e+1,e,e,e\)。所以一点一点模拟拓宽过程即可找到最优解。复杂度\(O(\sqrt N)\)

B
  题意:在 \(N \times M(N \leq 6,M \leq 300)\)的网格里放骨牌。每一个骨牌都是 \(1 \times 2\) 的,且正好一端黑一端白。特别的,对于两种骨牌放置方案,如果其带来的染色结果相同,我们认为是同一种方案。求放满骨牌的方案数模一个大质数。
  题解:很难直接统计骨牌放置的方案,因为处理不了等价的情况。
  先考虑,如果给出一种染色结果,是否存在一种骨牌放置方案?可以一列一列状压DP过去判断。这样就不用考虑相同的骨牌放置方案了。那么我们可以在之前的DP中,额外开两维 \((i,j)\),表示目前颜色涂到 \((i,j)\),且目前的骨牌能放置的结构为 \(S\)的方案数。每次枚举这一格颜色是 \(0\) 还是 \(1\)。最后把最终态里合法的颜色的方案数加起来即可。状态数不满 \(2000\)

G
  题意:在 \(N \times N(4 \leq N \leq 100)\) 的国际象棋棋盘上有两颗子。选手操纵后,\(judge\)程序操纵马。要求在 \(K (K \times N \leq 10000)\) 步之内把马吃掉。
  题解:大概会了。待补。

H
  题意:设 \(f(x)=\prod \limits_{i=1}^n (1+a_i x)\)\(g(x)=\prod \limits_{j=1}^m (1+b_j x)\)。(直接给出 \(f\)\(g\) 的系数)。
  求 \(h(x)=\prod \limits_{i=1}^n \prod \limits_{j=1}^m (1+a_i b_j x)\) 的前 \(k\) 项系数,模NTT质数。\(n,m,k \leq 10^5\)
  题解:用到一步精妙的泰勒展开(或许是多项式基本操作?)
  \(f(x)=exp(\sum \limits_{i=1}^n ln(1+a_i x))=exp(\sum \limits_{i=1}^n \sum \limits_{k=1}^{\infty} \frac{(-1)^{k+1}}{k} \times {a_i}^kx^k)=exp(\sum \limits_{k=1}^{\infty} \frac{(-1)^{k+1}}{k} (\sum \limits_{i=1}^n {a_i}^k) x^k)\)
  \(g(x)\)同理。
  \(h(x)=exp(\sum \limits_{i=1}^n \sum \limits_{j=1}^m ln(1+a_i b_j x))=exp(\sum \limits_{k=1}^{\infty} \frac{(-1)^{k+1}}{k} \times (\sum \limits_{i=1}^n a_i)(\sum \limits_{j=1}^m {b_j}^k) x^k )\)
  所以 \(ln(h(x))\)可以由这两个函数取对数后点乘起来再调一下系数得到。最后再 \(exp\) 回去即可。

J
  题意:给出一个\(n(\leq 10^6)\)位的高精度数。判断它是否是完全平方数。
  题解:NOIP模域做法再现江湖!我们可以指定一些质数 \(P\)。如果 \(n\) 是完全平方数,显然 \(n\) 在模域 \(P\) 下存在二次剩余,即\(n^{\frac{P-1}{2}}=1\)。多测试几次即可。

8.7 2017 Multi-University Training Contest 1

C
  题意:经典题。给出一棵 \(N\) 个点的树。设一条路径的权值是它上面的颜色数。求所有路径的权值之和。
  题解:显然对于每一种颜色分开考虑。这就变成了一个虚树上DP的模型。
  虚树上不是所有点都是关键点。直接算包含关键点的路径会比较困难。可以容斥一下,算不包含的数量。
  虚树上也要额外统计原树里(且不在虚树上)的点。可以分类为“虚树上一条边里的点”和“虚树上的点的其它子树里的点”。

I
  题意:给出一棵 \(N(\leq 1000)\) 个点的仙人掌。求它前 \(K(\leq 10^5)\) 小生成树的代价和。
  题解:显然每一个环里必须删掉一条边。
  问题转化成:给出\(N\)个集合,每个集合里有若干个数(数量总和 \(\leq N\))。现在要在每个集合里各删一个数,求剩下数的和的前 \(K\) 小解。
  有一个经典的二分做法。二分答案,暴力去DFS构造。一旦超过 \(K\) 可立即停止,复杂度上界 \(O(NK \log V)\)
  题解分析了一通,其实也可以暴力。考虑一个一个去合并这些集合。
  一种显然的做法是,之前已经维护好了\(K\)个值。到目前这个集合 \(S\) 时,往堆里加 \(|S|\) 个元素,每个元素开个指针一步一步从 \(1\) 推到 \(M\)。这样每一轮复杂度是 \(O(K \log |S|)\),总复杂度是\(O(K \log \prod_{S_i})=O(KN)\)

J
  题意:有 \(N(\leq 5 \times 10^4)\) 个物品,大小为 \(i\) 的物品有 \(a_i\) 个(\(a_i < a_{i+1}\))。求拼出体积为 \(1\)~\(2N\) 的方案数。
  题解:经典的分段背包。对于大小小于 \(\sqrt N\)的物品,直接应用队列优化的多重背包即可;对于更大的物品,可以视为无限背包,且最多只会放\(\sqrt N\)个,直接应用旋转体积背包即可(每次整体 \(+1\) 或者加入新的一个点)。
  注意这里体积要算到 \(2N\)。可以先将物品视为 \(2N\) 个,做一遍旋转体积背包。然后再考虑减掉 “用到体积大于\(N\)的物品” 的方案数。直接枚举超过的物品体积(\(N+1\)~\(2N\)),剩下的调用直接的DP值即可。

8.9 2017 ICPC SWERC

H
  题意:字符集为前 \(k(\leq 26)\) 个小写字母,填 \(N(\leq 500)\) 个格子。还有一个额外限制 \(S(|S| \leq 60)\)\(S=s1>t1|s2>t2|s2>t3 \dots\)。其中 \(s1,t1,s2 \dots\)是字符串,且保证对于一组 \((s,t)\),不可能存在一个字母同时属于\(s\)\(t\)。限制的含义是,若你填的方案里出现过 \(s_i\) ,则最后一个 \(s_i\) ,必须早于最后一个 \(t_i\) 。求合法方案数。
  题解:看上去很经典?是的。
  注意到 \(|S| \leq 60\),所以最多只有 \(15\) 个限制。设直接对所有限制一起建立一个AC自动机。设 $f_{len,p,S} $ 表示填到第 \(len\) 位,走到了自动机的第 \(p\) 位,且目前对于限制的满足情况是 \(S\)\(S\) 是一个二进制状态)的方案数。可惜的是,这样会TLE的。
  主要还是 \(S\) 太大了。考虑建立一种崭新的自动机,能完全刻画出满足的某些限制,而不用 \(S\) 来描述。
  由于不知道如何形式化地建立自动机,我们可以暴力建。具体地,一个自动机上的点是一个状态集合\(S\),表示目前对于第\(i\)个限制它匹配到了哪里。(比如,如果还没匹配完 \(s_i\) 就失配了,那从 \(s_i\) 头开始匹配;超过 \(s_i\) 但没匹配完 \(t_i\),则从 \(t_i\)开头匹配;匹配完了 \(t_i\),又可以从头开始搞。注意,由于 \(s\)\(t\) 出现的字母都不一样,所以不用考虑\(kmp\))。
  可以证明,建出的自动机大小不超过 \(10^6\),这样只需要两维DP了。

8.10 German Collegiate Programming Contest 2010

8.15 ICPC Europe NEERC Northern Subregional 2017

F
  题意:给出 \(m(\leq 20)\) 个层层嵌套的循环语句。设循环变量分别为 \(i_1,\dots,i_m\)。保证\(i_p\)的循环下界是\(1\)\(i_q(q,循环上界是\(N\)\(i_q(q。求\(N \rightarrow +\infty\)时,该循环复杂度的最高项的系数。结果用最简分数表示。
  题解:首先,要产生复杂度,每一个循环的下界都要小于等于上界。如果某一层循环 \(i_p\) 是从 \(i_u\) 循环到 \(i_v\) 的,那么 \(i_u \leq i_p \leq i_v\)。对于每一个 \(A \leq B\) 的关系,我们从 \(A\)\(B\) 连一条有向边。这样\(m\)个循环变量构成了一张图。
  首先求出这张图的所有强连通分量。根据连边的意义,每个SCC里的循环变量的取值必须完全一样。
  那么可以等价地把每个SCC缩成一个点,结果不变。现在获得了一张 \(m'\) 个点的拓扑图。
  因为循环的下界只能是\(1\),上界只能是\(N\),如果不考虑循环变量之间的大小限制,总遍历次数是 \(N^{m'}\)。现在,我们要额外考虑循环变量之间的限制,如果算出对应的实际遍历次数 \(cnt\),那么答案就是 \(\frac{cnt}{N^{m'}}\)
  一个显然但是重要的转化:在 \(N \rightarrow +\infty\) 下,我们可以忽略新图中存在两个点取值相同的情况。即你可以认为,所有点的取值两两不同。
  考虑给这 \(m'\)个点任意两个 \(rk\) 的合法排列 \(p_1,p_2\)(合法的意思是,满足拓扑图的大小限制)。你会发现,\(p_1\)\(p_2\) 遍历到的次数(对应的取值方案数)是完全一样的。然后你进一步会法案,一个合法排列 \(p\) 与一个不合法排列 \(p'\) 遍历到的次数也是完全一样的。
  所以可以转化为这样一个问题:给出一张最多 \(20\) 个点的拓扑图,问有多少种 \(rk\) 分配的排列,使得满足拓扑图限制。合法分配数除以排列总数即是我们要求的答案。这个直接 \(O(2^{m'} \times m')\) 的状压DP即可。

J
  题意:给出 \(N(\leq 50000)\) 个数 \(a_i(a_i \ne 0)\)。设 \(A=\sum \limits_{a_i>0} a_i,B=-\sum \limits_{a_i<0} a_i\)
  再设
\(\begin{equation} w_i=\left\{ \begin{array}{rcl} \frac{a_i}{A} & & {a_i>0}\\ \frac{a_i}{B} & & {a_i<0}\\ \end{array} \right. \end{equation}\)
  再设 \(sum_i\)\(w_i\) 的前缀和。求 \(sum_i\)最大的位置 \(i\)。有 \(Q(\leq 50000)\) 次操作,每次修改一个数,然后回答一下。

  题解:在一次单调修改后,后缀 \(sum_x\)都会变动,不利于维护。很容易想到分块的操作。
  \(sum_i\) 割裂成 “大于\(0\)”和“小于\(0\)” 两维(以下简称 \(x\)\(y\) )的前缀和,就可以看做一个点了。因为 \(A\)\(B\) 变动也很频繁,没有规律,我们可以把 \(A\)\(B\) 当做变量去查询。
  具体地,对数列分 \(\sqrt N\) 块。每块无视之前的前缀和,从头算出 \(sum_x\)\(sum_y\)。对于询问,本质是求 \((B,A)\)\((sum_x,sum_y)\) 的最大点积值(其中前者在第一象限,后者在第四象限)。考虑点积的几何意义,我们只需对点集\(sum\),在第四象限维护出一个凸壳即可。询问时,做一个垂直于 \((B,A)\) 的直线,从无穷远处移动过来,碰到的第一个点即为答案点。
  上述要维护的东西可以用二分+点积做到。
  每次回答时,枚举每一个块分别问一下。之前块对后面块的影响,相当于把凸壳平移了一段距离。其实最优点依然不变。
  每次修改时,暴力重建对应块的凸壳即可。复杂度为 \(O(Q \sqrt N \log N)\)

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