[BZOJ]1076 奖励关(SCOI2008)
终于又一次迎来了一道期望DP题,按照约定,小C把它贴了出来。
Description
你正在玩你最喜欢的电子游戏,并且刚刚进入一个奖励关。在这个奖励关里,系统将依次随机抛出k次宝物,每次你都可以选择吃或者不吃(必须在抛出下一个宝物之前做出选择,且现在决定不吃的宝物以后也不能再吃)。 宝物一共有n种,系统每次抛出这n种宝物的概率都相同且相互独立。也就是说,即使前k-1次系统都抛出宝物1(这种情况是有可能出现的,尽管概率非常小),第k次抛出各个宝物的概率依然均为1/n。 获取第i种宝物将得到Pi分,但并不是每种宝物都是可以随意获取的。第i种宝物有一个前提宝物集合Si。只有当Si中所有宝物都至少吃过一次,才能吃第i种宝物(如果系统抛出了一个目前不能吃的宝物,相当于白白的损失了一次机会)。注意,Pi可以是负数,但如果它是很多高分宝物的前提,损失短期利益而吃掉这个负分宝物将获得更大的长期利益。 假设你采取最优策略,平均情况你一共能在奖励关得到多少分值?
Input
第一行为两个正整数k和n,即宝物的数量和种类。以下n行分别描述一种宝物,其中第一个整数代表分值,随后的整数依次代表该宝物的各个前提宝物(各宝物编号为1到n),以0结尾。
Output
输出一个实数,保留六位小数,即在最优策略下平均情况的得分。
Sample Input
1 2
1 0
2 0
Sample Output
1.500000
HINT
1<=k<=100,1<=n<=15,分值为[-10^6,10^6]内的整数。
Solution
关于概率期望的题目让人头大,但是如果你还记得之前的口诀“概率正着做,期望倒着做”,这题就会变得很无脑。
很显然这题要我们求的是期望,所以我们倒着开始思考问题。
我们注意到n的范围小等于15,那还能是什么做法啊,当然是状压啊。
于是我们考虑设计状态,f[i][j]表示取了已经抛出i次物品,并且取了集合为j的物品至少1次,这之后按照最优策略能取到的期望值。
所谓最优策略,实际上就是比较转移代价和目标收益之间的大小关系,
假设我们在状态f[i][j],假设可以取得物品x,我们就要斟酌一下取得x的代价和取得x之后的收益,
也就是比较-w[x]和f[i+1][j|ys[x]]的大小,
如果-w[x]<f[i+1][j|ys[x]],也就是说收益更大,按照最优原则我们应该要取;(为什么是“应该”呢)
反之就是代价更大,按照最优原则我们肯定不能取,但是请注意,不取x也有一个收益,那就是f[i+1][j]。
不过就算取x的收益比代价大,但这两者的差值不一定大于不取x的收益,所以按照最优策略还是要对两者取一个max。
结合上面的思路来看,我们发现f[i][j]永远不可能是负数。
前面说的是能够取得物品x的情况,那么什么时候取不了物品x(未满足x的前提宝物集合)呢?
这种问题还用问?看看你自己设计的状态就知道了吧。
转移方程:,
其中如果取不了物品k,用 0 代替。
时间复杂度,虽然复杂度有5亿然而却跑得飞快。
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#define MS 17
#define MN 35005
using namespace std;
int ys[MS],w[MS],prt[MS];
double f[][MN];
int m,n,stp; inline int read()
{
int n=,f=; char c=getchar();
while (c<'' || c>'') {if(c=='-')f=-; c=getchar();}
while (c>='' && c<='') {n=n*+c-''; c=getchar();}
return n*f;
} int main()
{
register int i,j,k,x,lg,rg;
m=read(); n=read();
for (ys[]=,i=;i<=n;++i) ys[i]=ys[i-]<<;
stp=ys[n]<<;
for (i=;i<=n;++i)
for (w[i]=read(),x=read();x;x=read()) prt[i]|=ys[x];
for (i=m-,lg=,rg=;i>=;--i,swap(lg,rg))
for (j=;j<stp;f[lg][j++]/=n)
for (f[lg][j]=,k=;k<=n;++k)
f[lg][j]+=max(((j&prt[k])==prt[k])?f[rg][j|ys[k]]+w[k]:,f[rg][j]);
printf("%.6lf",f[rg][]);
}
Last Word
自己手算一些小数据也是不错的调试技巧。
为了缩行可能代码画风会有点崩坏。
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