[ NOI 2005 ] 聪聪与可可
\(\\\)
\(Description\)
一张\(N\)个点,\(M\)条边的有向图中,猫在\(A\)点,鼠在\(B\)点,每一秒两者按照以下规则移动:
- 猫先走去往老鼠所在地的最短路,可以走一步或两步,多条路径的话走点编号最小的。
- 鼠等概率移动到直接连通的一个点或不动(概率为\(\frac{1}{deg_v+1}\))。
当任意时刻猫到达鼠所在地时鼠被吃掉,求鼠被吃掉的期望时间。
- \(N,M\in [0,10^3]\)
\(\\\)
\(Solution\)
BZOJ200题达成纪念
注意到图非常稀疏,可以\(SPFA\)预处理出,对于任意点对\((x,y)\),\(x\)按规则走向\(y\)的第一步去往的点\(next[x][y]\)。
具体操作是现对每个点跑一遍\(SPFA\),设\(dis[u][v]\)表示从\(u\)到\(v\)的最短路长度,则所找的点的编号\(next[x][y]=min\{v|dis[v][y]+1=dis[x][y]\}\)。那么对于每一个要处理的猫和鼠的地点\((A,B)\),猫下一步到达的点就是\(next[next[A][B]][B]\)。
注意到猫每一秒都会向靠近鼠的方向移动两步,而鼠每一秒会向不确定的方向移动一步,所以鼠是一定会被吃掉的,不妨暴力\(dfs\)下去找到猫捉到鼠的时间。而搜索状态量过多,所以需要记忆化。设\(f[i][j]\)表示猫在\(i\)号节点,鼠在\(j\)号节点时时间的期望,那么初始化就是\(f[i][i]=0,f[i][j]=1\big|dis[i][j]\le 2,i\not=j\)。
然后记搜就可以了,转移方程很好理解,就是猫走向该走的地方,鼠下一步枚举,没搜过就搜一下:
\[f[i][j]=\frac{\sum_{dis[j][v]=1}f\big[next[next[i][j]][j]\big]\big[v\big]\ +\ f\big[next[next[i][j]][j]\big]\big[j\big]}{deg[j]+1}+1
\]
\(\\\)
\(Code\)
#include<cmath>
#include<queue>
#include<cstdio>
#include<cctype>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define N 1010
#define R register
#define gc getchar
#define inf 2000000000
using namespace std;
inline int rd(){
int x=0; bool f=0; char c=gc();
while(!isdigit(c)){if(c=='-')f=1;c=gc();}
while(isdigit(c)){x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);c=gc();}
return f?-x:x;
}
bool vis[N];
double f[N][N];
int n,m,s,t,tot,hd[N],d[N][N],deg[N],nxt[N][N];
struct edge{int to,nxt;} e[N<<1];
inline void add(int u,int v){
e[++tot].to=v; e[tot].nxt=hd[u]; hd[u]=tot;
}
queue<int> q;
inline void bfs(int x){
q.push(x); d[x][x]=0;
while(!q.empty()){
int u=q.front(); q.pop(); vis[u]=0;
for(R int i=hd[u],v;i;i=e[i].nxt)
if(d[x][v=e[i].to]>d[x][u]+1){
d[x][v=e[i].to]=d[x][u]+1; if(!vis[v]) vis[v]=1,q.push(v);
}
}
}
inline void dfs(int u,int v){
double res=0.0;
int nu=nxt[nxt[u][v]][v];
for(R int i=hd[v],nv;i;i=e[i].nxt){
if(f[nu][nv=e[i].to]<-10) dfs(nu,nv);
res+=f[nu][nv];
}
if(f[nu][v]<-10) dfs(nu,v);
f[u][v]=(res+f[nu][v])/(deg[v]+1)+1;
}
int main(){
n=rd(); m=rd(); s=rd(); t=rd();
for(R int i=1,u,v;i<=m;++i){
u=rd(); v=rd(); add(u,v); add(v,u);
}
for(R int i=1;i<=n;++i)
for(R int j=1;j<=n;++j) d[i][j]=nxt[i][j]=inf,f[i][j]=-(double)inf;
for(R int i=1;i<=n;++i) bfs(i);
for(R int i=1;i<=n;++i)
for(R int j=1;j<=n;++j)
if(d[i][j]<inf) for(R int k=hd[i],v;k;k=e[k].nxt)
if(d[v=e[k].to][j]+1==d[i][j]) nxt[i][j]=min(nxt[i][j],v);
for(R int i=1;i<=n;++i){
for(R int j=1;j<=n;++j) if(d[i][j]<=2) f[i][j]=1;
f[i][i]=0;
for(R int j=hd[i];j;j=e[j].nxt) ++deg[i];
}
if(f[s][t]<-1) dfs(s,t);
printf("%.3lf\n",f[s][t]);
return 0;
}
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