【DP_概率DP专辑】【10、4最新更新】

 

[置顶] 【DP_概率DP专辑】【10、4最新更新】

分类： 全部博客 ACM_阶段性总结 ACM_动态规划(DP) 2012-09-23 00:05  759人阅读  评论(1)  收藏  举报

    进入大学之后发现自己对概率问题很不感冒，其实一直都是这样，高中就没好好读数学。概率不好的结果就是对概率类dp掌握得just so so，因为对这类dp的状态和转移不敏感，要么是yy,要么是花很长时间想状态想转移。

    现在痛下决心，好好虐待自己一段时间，做下概率dp。

    Codeforces 148D Bag of mice  

   状态转移方程比较难想，开虚拟比赛的时候花了50分钟硬是没AC.设win[i][j]表示公主赢的概率，lost[i][j]表示龙输的概率，然后根据题意进行转移。状态转移方程如下:

    win[i][j] = i * 1.0 / (i + j);                                                            //i只白老鼠j只黑老鼠时公主选白老鼠            
    win[i][j] += lost[i][j-1] * j * 1.0 / (i + j);                                       //i只白老鼠j只黑老鼠时公主选黑老鼠，但公主选完黑老鼠后龙还是输了      
    lost[i][j]  = j * 1.0 / (i + j) * win[i-1][j-1] * (i * 1.0 / (i + j - 1));    //i只白老鼠j只黑老鼠时龙选黑老鼠，选完后跳出去只白老鼠    
    lost[i][j] += j * 1.0 / (i + j) * win[i][j-2] * ((j - 1) * 1.0 / (i + j - 1));  //i只白老鼠j只黑老鼠时龙选黑老鼠，选完后跳出去只黑老鼠    

     

     Sgu 495 Kids and Prizes  

    比较简单的概率DP。m个人选n个礼物，问选中的期望。因为每个人选择礼物是独立，那么猜想求解过程n只是用来求概率。设dp[i]表示第i个人选中礼物的概率，np[i]表示第i个人不选中礼物的概率。那么dp[i] = dp[i-1] * np[i-1] + dp[i-1] * (dp[i-1]-1.0/n)，表示：如果上一个人没选中，那么本次选中的概率和上次选中的概率一样是dp[i-1],如果上次已经选中，那么本次选中的概率是dp[i-1]-1.0/n。而np[i] = 1- dp[i];这种方法复杂度是O(m)，其实O(1)就可以了。从反方向求不被选中的期望，那么答案就是n-n*((n-1)/n)^m，每个礼物不被m个人选中的概率是((n-1)/n)^m，因为每个礼物都一样，所以直接乘n就Ok。

     Zoj 3383 Patchouli's Spell Cards

     概率DP，选m个位置填充，每个填充的数的范围是1..n，问至少有l个数相同的概率。从反面来考虑，求不出现l个相同数的概率p，1-p既是答案。模型转换后就可以进行DP了，设dp[i][j]表示选到第i个数填充了j个位置的方案数，那么dp[i][j] = dp[i-1][j-k] + C[m-(j-k)][k](k < l && k <＝j),,然后求出所有方案书total，ans = （total - dp[n][m]) / total.这种方法复杂度是O(n*m*l)，其实有种复杂度为O(min(n,m)*min(n,m)*l)，dp[i][j]表示选了i个数填充j个位置的方案数，这里的i不必是1...i，只要是i个不同的数即可，这样和n就没多大关系，转移方程类似。数很大要用大数。    

     Zoj 3460 Help Me Escape 

    浙大月赛的题目，比赛的时候想到了做法，但是被一题字符串卡住，没来得及敲。题目的大概意思是一只吸血鬼每次随机的选择n个洞中的任意一个，如果该吸血鬼的攻击值大于该洞ci那么直接可以花费Ti的时间就可以出去，不然要奋斗一天该吸血鬼攻击值增加ci再 随机选择n个洞.口设dp[i]表示攻击力为i时逃跑的期望，那么状态转移方程就为dp[i] = sum(wi) / n，当ci < i时，wi = （1+sqrt（5））/ 2 * ci * ci，当ci >=i时wi = 1 + dp[i+ci]。可以逆序进行状态转移也可以用记忆化搜索，记忆化搜索更容易理解。

     Hdu 4405 Aeroplane chess 

    从位置0开始，每步随机走1,2,3,4,5,6个位置，问走到大等于n位置的期望步数，还有一些位置带有限制，某些xi对应着yi，表示到xi就必须马上走到yi，不算一步。和上题很像，更简单些,

     简单点好想点的做法是设dp[i]表示到i时的期望,p[i]表示到i时的概率，那么dp[i] += (dp[j] + p[j]) * 1 / 6.0,p[i] += p[j] * 1 / 6.0,（从j走到i) 当next[i] != i时dp[i] = dp[j],p[i] = p[j];最后的答案是dp[n];这个公式是这样推导来的，假设dp[j] = day * p,那么dp[i] = (day + 1) *ｐ* 1 / 6.0，即dp[i] = (dp[j] + p[j]) * 1 / 6.0.

    化解后，dp[i]表示到达i位置的期望天数.dp[i] = dp[j] (next[i] == i), dp[i] += (dp[j] + 1) * 1 / 6.0。

     Hdu 4336 Card Collector 

    状态压缩DP解之，dp[i]表示i这个状态到最终状态需要的期望卡片数,dp[i] =dp[i] * myself + sum( dp[j] * p[k] = sum( dp[j] * p[k]) / (1-myself)（i|k=j且i!=j,myself表示保持原状的概率).

    这道题其实是我YY用容斥原理过的，看测试数据很像可以2^n枚举，然后把把枚举到的卡片概率加起来算期望，奇数加偶数减，然后就过了。想不清楚为什么可以用容斥原理，然后就找了个挺靠谱的解释自我安慰，E1表示买买到1的期望,E1 = 1/p1，也就是说E1包里面肯定包含1这张卡片，当我们计算E1和E2时，是不是会有一种情况：我们想要卡片1的时候已经买到了卡片2，然后我们又要计算买卡片2的期望，正是因为这样的交集使得我们可以用容斥，交集的期望E12 = 1 / (p1 +p2) 表示肯定买到1、2中的其中一包，E123就表示肯定买到1、2、3中的某一种,我们在计算E12,E13,E23的时候E123多减了一次，要加回来，以此类推....

148D代码

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #define MAX 1100


 double ans;
 double win[MAX][MAX],lost[MAX][MAX];


 int main()
 {
     int i,j,n,m;


     while (scanf("%d%d",&n,&m) != EOF) {

         ans = 0;
         memset(win,0,sizeof(win));
         memset(lost,0,sizeof(lost));


         for (i = 1; i <= n; ++i)
             win[i][0] = 1.0;
         for (i = 1; i <= n; ++i)
             for (j = 1; j <= m; ++j) {

                 win[i][j] = i * 1.0 / (i + j) + lost[i][j-1] * j * 1.0 / (i + j);
                 lost[i][j]  = j * 1.0 / (i + j) * win[i-1][j-1] * (i * 1.0 / (i + j - 1));
                 lost[i][j] += j * 1.0 / (i + j) * win[i][j-2] * ((j - 1) * 1.0 / (i + j - 1));
             }


             printf("%.9lf\n",win[n][m]);
     }
 }

SGU 495代码:

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #define MAX 1100000


 int n,m;
 double ans,dp[MAX],np[MAX];


 int main()
 {
     int i,j,k;


     while (scanf("%d%d",&n,&m) != EOF) {

         ans = 1;
         dp[1] = 1,dp[0] = 0;
         for (i = 2; i <= m; ++i) {

             dp[i] = dp[i-1] * np[i-1] + dp[i-1] * (dp[i-1] - 1.0/n);
             np[i] = 1-dp[i];
             ans += dp[i];
         }
         printf("%.10lf\n",ans);
     }
 }

Zoj 3383 代码

 ///*O(min(n,m)*min(n,m)*l)
 import java.math.BigInteger;
 import java.util.Scanner;

 public class Zoj3380 {

     static BigInteger[][] C = new BigInteger[110][110];
     static BigInteger[][] dp = new BigInteger[110][110];


     static void Initial() {

         for (int i = 0; i < 110; ++i)
             C[i][0] = C[i][i] = BigInteger.ONE;
         for (int i = 2; i < 110; ++i)
             for (int j = 1;  j < i; ++j)
                 C[i][j] = C[i-1][j].add(C[i-1][j-1]);
     }

     public static void main(String[] args) {

         Initial();
         Scanner cin = new Scanner(System.in);


         while (cin.hasNext()) {

             int m = cin.nextInt();
             int n = cin.nextInt();
             int l = cin.nextInt();
             if (l > m) {

                 System.out.println("mukyu~");
                 continue;
             }


             BigInteger total = BigInteger.valueOf(n).pow(m);
             if (l > m / 2) {

                 BigInteger ans = BigInteger.ZERO;
                 for (int i = l; i <= m; ++i)
                     ans = ans.add(C[m][i].multiply(BigInteger.valueOf(n-1).pow(m-i)));
                 ans = ans.multiply(BigInteger.valueOf(n));
                 BigInteger gcd = ans.gcd(total);
                 System.out.println(ans.divide(gcd)+"/"+total.divide(gcd));
             }
             else {

                 for (int i = 0;i <= m; ++i)
                     for (int j = 0; j <= m; ++j)
                         dp[i][j] = BigInteger.ZERO;
                 dp[0][0] = BigInteger.ONE;


                 for (int i = 1; i <= n && i <= m; ++i)
                     for (int j = 1; j <= m; ++j)
                         for (int k = 1; k < l && k <= j; ++k)
                             dp[i][j] = dp[i][j].add(dp[i-1][j-k].multiply(C[m-(j-k)][k]).multiply(BigInteger.valueOf(n-(i-1))));


                 BigInteger ans = BigInteger.ZERO;
                 BigInteger Jc = BigInteger.ONE;
                 for (int i = 1; i <= m; ++i) {

                     ans = ans.add(dp[i][m].divide(Jc));
                     Jc = Jc.multiply(BigInteger.valueOf(i+1));
                 }


                 ans = total.subtract(ans);
                 BigInteger gcd = ans.gcd(total);
                 System.out.println(ans.divide(gcd)+"/"+total.divide(gcd));
             }
         }
     }
 }//*/
 /*O(m*m*l)
 import java.math.BigInteger;
 import java.util.Scanner;

 public class Zoj3380 {

     static BigInteger[][] C = new BigInteger[110][110];
     static BigInteger[][] dp = new BigInteger[110][110];


     static void Initial() {

         for (int i = 0; i < 110; ++i)
             C[i][0] = C[i][i] = BigInteger.ONE;
         for (int i = 2; i < 110; ++i)
             for (int j = 1;  j < i; ++j)
                 C[i][j] = C[i-1][j].add(C[i-1][j-1]);
     }

     public static void main(String[] args) {

         Initial();
         Scanner cin = new Scanner(System.in);


         while (cin.hasNext()) {

             int m = cin.nextInt();
             int n = cin.nextInt();
             int l = cin.nextInt();
             if (l > m) {

                 System.out.println("mukyu~");
                 continue;
             }


             BigInteger total = BigInteger.valueOf(n).pow(m);
             if (l > m / 2) {

                 BigInteger ans = BigInteger.ZERO;
                 for (int i = l; i <= m; ++i)
                     ans = ans.add(C[m][i].multiply(BigInteger.valueOf(n-1).pow(m-i)));
                 ans = ans.multiply(BigInteger.valueOf(n));
                 BigInteger gcd = ans.gcd(total);
                 System.out.println(ans.divide(gcd)+"/"+total.divide(gcd));
             }
             else {

                 for (int i = 0;i <= n; ++i)
                     for (int j = 0; j <= m; ++j)
                         dp[i][j] = BigInteger.ZERO;
                 dp[0][0] = BigInteger.ONE;


                 for (int i = 1; i <= n; ++i)
                     for (int j = 0; j <= m; ++j)
                         for (int k = 0; k < l && k <= j; ++k)
                             dp[i][j] = dp[i][j].add(dp[i-1][j-k].multiply(C[m-(j-k)][k]));
                 BigInteger ans = total.subtract(dp[n][m]);
                 BigInteger gcd = ans.gcd(total);
                 System.out.println(ans.divide(gcd)+"/"+total.divide(gcd));
             }
         }
     }
 }
 10 20 3
 176771177/800000000
 */

Zoj 3460 代码

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <math.h>
 #include <algorithm>
 using namespace std;
 #define MAX 20000


 double dp[MAX], ans;
 int c[MAX], vis[MAX];
 int n, m, cost[MAX];


 void Solve_DP() {

     memset(dp, 0, sizeof (dp));
     for (int i = 2 * c[n]; i >= m; --i) {

         for (int j = 1; j <= n; ++j)
             if(i > c[j]) dp[i] += cost[j];
             else dp[i] += 1 + dp[c[j] + i];
         dp[i] /= n;
     }
 }
 double Calculate(int att) {

     if (vis[att])
         return dp[att];
     vis[att] = 1;


     dp[att] = 0;
     for (int i = 1; i <= n; ++i)
         if (att > c[i])
              dp[att] += cost[i];
         else dp[att] += Calculate(att+c[i]) + 1;


     dp[att] /= n;
     return dp[att];
 }


 int main() {
     int i, j, k;


     while (scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) {

         for (i = 1; i <= n; ++i)
             scanf("%d", &c[i]);
         sort(c + 1, c + 1 + n);
         for (i = 1; i <= n; ++i)
             cost[i] = (1 + sqrt(5)) / 2 * c[i] * c[i];


         //Solve_DP();
         //printf("%.3lf\n", dp[m]);
         memset(vis,0,sizeof(vis));
         ans = Calculate(m);
         printf("%.3lf\n",ans);
     }
 }

Hdu 4405 代码

 #pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <vector>
 #include <algorithm>
 using namespace std;
 #define MAX 100010


 int n,m,next[MAX];
 double dp[MAX];


 double Solve_DP(int day) {

     if (day >= n) return 0;
     if (dp[day]) return dp[day];


     if (next[day])
         dp[day] = Solve_DP(next[day]);
     else  {

         for (int i = 1; i <= 6; ++i)
             dp[day] += (Solve_DP(day + i) + 1) * 1/6.0;
     }
     return dp[day];
 }
 double Solve_DP1() {

     for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
         if (next[i]) dp[i] = dp[next[i]];
         else  {

             for (int j = 1; j <= 6; ++j) {

                 int k = i + j >= n ? n : i + j;
                 dp[i] += (dp[k] + 1) * 1.0 / 6.0;
             }
         }


     return dp[0];
 }


 int main()
 {
     int i,j,k,a,b;


     while (scanf("%d%d",&n,&m),n + m) {

         for (i = 0; i <= n; ++i)
             dp[i] = next[i] = 0;
         for (i = 1; i <= m; ++i)
             scanf("%d%d",&a,&b),next[a] = b;


         printf("%.4lf\n",Solve_DP1());
         //printf("%.4lf\n",Solve_DP(0));
     }
 }

 

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http://wenku.baidu.com/view/56147518a8114431b90dd81e.html