题目链接

CF917D:https://codeforces.com/problemset/problem/917/D

TopCoder13369:https://community.topcoder.com/stat?c=problem_statement&pm=13369

题解

首先分析 CF917D。

我们考虑能否将树上的边的贡献特殊表现出来。

记原树为 \(T\),我们构造一幅 \(n\) 个结点的无向完全图,并设置一个值 \(x\),对于无向边 \((u, v)\),其权值 \(w_{(u, v)}\) 满足:

\[w_{(u, v)} = \begin{cases} x, & (u, v) \in T \\ 1, & (u, v) \notin T \end{cases}
\]

如果我们令无向完全图的所有生成树中,恰好有 \(i\) 条边属于原树 \(T\) 的生成树数量为 \({\rm ans}_i\),那么不难发现,根据变元矩阵树定理(基尔霍夫矩阵的任意 \(n - 1\) 阶主子式的行列式的绝对值即为所有生成树的边权积之和),求得的基尔霍夫矩阵的 \(n - 1\) 阶主子式的值即为 \(\sum_\limits{i = 0}^{n - 1} x^i {\rm ans}_i\),因为若一个生成树包含了 \(i\) 条原树边,那么该生成树的边权积即为 \(x^i\)。

如果我们将 \({\rm ans}_i\) 视为未知数,那么我们就可以通过枚举 \(x: 0 \sim n - 1\) 来得到一个 \(n\) 元线性方程组。直接高斯消元即可求得所有的 \({\rm ans}_i\)。

接下来分析 TopCoder13369。

考虑原树 \(T\) 最少能通过多少次操作得到另一棵树 \(T'\),显然若在原树 \(T\) 中出现而在树 \(T'\) 中没有出现的边数为 \(w\),那么只需要 \(w\) 次操作即可将原树 \(T\) 变为树 \(T'\)。因此答案即为有 \(i(i \geq n - 1 - k)\) 条边属于原树的生成树数量,即 \(\sum_\limits{i = n - 1 - k}^{n - 1} {\rm ans}_i\)。其余部分与上题相同。

两题的时间复杂度均为 \(O(n^4)\)。

代码

CF917D 代码如下:

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int N = 105, mod = 1e9 + 7;

void add(int& x, int y) {
x += y;
if (x >= mod) {
x -= mod;
}
} void sub(int& x, int y) {
x -= y;
if (x < 0) {
x += mod;
}
} int mul(int x, int y) {
return (long long) x * y % mod;
} int qpow(int v, int p) {
int result = 1;
for (; p; p >>= 1, v = mul(v, v)) {
if (p & 1) {
result = mul(result, v);
}
}
return result;
} int n, a[N][N], b[N][N];
bool old[N][N]; int matrix_tree() {
int result = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j <= n; ++j) {
if (a[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
result = (mod - result) % mod;
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(a[i][j], a[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j <= n; ++j) {
int p = mul(a[j][i], qpow(a[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(a[j][k], mul(p, a[i][k]));
}
}
result = mul(result, a[i][i]);
}
return result;
} int main() {
scanf("%d", &n);
for (int i = 1; i < n; ++i) {
int u, v;
scanf("%d%d", &u, &v);
old[u][v] = old[v][u] = true;
}
for (int x = 0; x < n; ++x) {
memset(a, 0, sizeof a);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
for (int j = 1; j <= n; ++j) {
int v = old[i][j] ? x : 1;
add(a[j][j], v);
sub(a[i][j], v);
}
}
for (int i = 0, v = 1; i < n; ++i, v = mul(v, x)) {
b[x][i] = v;
}
b[x][n] = matrix_tree();
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (b[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(b[i][j], b[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(b[j][i], qpow(b[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(b[j][k], mul(p, b[i][k]));
}
}
}
for (int i = n - 1; ~i; --i) {
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
sub(b[i][n], mul(b[i][j], b[j][n]));
}
b[i][n] = mul(b[i][n], qpow(b[i][i], mod - 2));
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
printf("%d%c", b[i][n], " \n"[i == n - 1]);
}
return 0;
}

TopCoder13369 代码如下:

直接粘过来改一下即可。

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int N = 55, mod = 1e9 + 7;

void add(int& x, int y) {
x += y;
if (x >= mod) {
x -= mod;
}
} void sub(int& x, int y) {
x -= y;
if (x < 0) {
x += mod;
}
} int mul(int x, int y) {
return (long long) x * y % mod;
} int qpow(int v, int p) {
int result = 1;
for (; p; p >>= 1, v = mul(v, v)) {
if (p & 1) {
result = mul(result, v);
}
}
return result;
} int n, a[N][N], b[N][N];
bool old[N][N]; int matrix_tree() {
int result = 1;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (a[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
result = (mod - result) % mod;
for (int j = i; j < n; ++j) {
swap(a[i][j], a[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(a[j][i], qpow(a[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k < n; ++k) {
sub(a[j][k], mul(p, a[i][k]));
}
}
result = mul(result, a[i][i]);
}
return result;
} class TreeDistance {
public:
int countTrees(vector<int> p, int c) {
n = p.size() + 1;
for (int i = 0; i < p.size(); ++i) {
old[p[i]][i + 1] = old[i + 1][p[i]] = true;
}
for (int x = 0; x < n; ++x) {
memset(a, 0, sizeof a);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
for (int j = 0; j < n; ++j) {
int v = old[i][j] ? x : 1;
add(a[j][j], v);
sub(a[i][j], v);
}
}
for (int i = 0, v = 1; i < n; ++i, v = mul(v, x)) {
b[x][i] = v;
}
b[x][n] = matrix_tree();
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (b[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(b[i][j], b[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(b[j][i], qpow(b[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(b[j][k], mul(p, b[i][k]));
}
}
}
for (int i = n - 1; ~i; --i) {
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
sub(b[i][n], mul(b[i][j], b[j][n]));
}
b[i][n] = mul(b[i][n], qpow(b[i][i], mod - 2));
}
int answer = 0;
for (int i = n - 1; i >= max(0, n - 1 - c); --i) {
add(answer, b[i][n]);
}
return answer;
}
};
/*
TreeDistance solver; int main() {
int n, k;
scanf("%d", &n);
vector<int> p(n - 1);
for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {
scanf("%d", &p[i]);
}
scanf("%d", &k);
printf("%d\n", solver.countTrees(p, k));
return 0;
}
*/

CF917D. Stranger Trees & TopCoder13369. TreeDistance(变元矩阵树定理+高斯消元)的更多相关文章

  1. P3317 [SDOI2014]重建 变元矩阵树定理 高斯消元

    传送门:https://www.luogu.org/problemnew/show/P3317 这道题的推导公式还是比较好理解的,但是由于这个矩阵是小数的,要注意高斯消元方法的使用: #include ...

  2. 【BZOJ3534】【Luogu P3317】 [SDOI2014]重建 变元矩阵树,高斯消元

    题解看这里,主要想说一下以前没见过的变元矩阵树还有前几个题见到的几个小细节. 邻接矩阵是可以带权值的.求所有生成树边权和的时候我们有一个基尔霍夫矩阵,是度数矩阵减去邻接矩阵.而所谓变元矩阵树实际上就是 ...

  3. [spoj104][Highways] (生成树计数+矩阵树定理+高斯消元)

    In some countries building highways takes a lot of time... Maybe that's because there are many possi ...

  4. BZOJ4031 [HEOI2015]小Z的房间 【矩阵树定理 + 高斯消元】

    题目链接 BZOJ4031 题解 第一眼:这不裸的矩阵树定理么 第二眼:这个模\(10^9\)是什么鬼嘛QAQ 想尝试递归求行列式,发现这是\(O(n!)\)的.. 想上高斯消元,却又处理不了逆元这个 ...

  5. CF917D-Stranger Trees【矩阵树定理,高斯消元】

    正题 题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/CF917D 题目大意 给出\(n\)个点的一棵树,对于每个\(k\)求有多少个\(n\)个点的树满足与给出的树恰好有 ...

  6. Wannafly Camp 2020 Day 1D 生成树 - 矩阵树定理,高斯消元

    给出两幅 \(n(\leq 400)\) 个点的无向图 \(G_1 ,G_2\),对于 \(G_1\) 的每一颗生成树,它的权值定义为有多少条边在 \(G_2\) 中出现.求 \(G_1\) 所有生成 ...

  7. 洛谷4208 JSOI2008最小生成树计数(矩阵树定理+高斯消元)

    qwq 这个题目真的是很好的一个题啊 qwq 其实一开始想这个题,肯定是无从下手. 首先,我们会发现,对于无向图的一个最小生成树来说,只有当存在一些边与内部的某些边权值相同的时候且能等效替代的时候,才 ...

  8. SP104 Highways (矩阵树,高斯消元)

    矩阵树定理裸题 //#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <al ...

  9. luoguP3317 [SDOI2014]重建 变元矩阵树定理 + 概率

    首先,我们需要求的是 $$\sum\limits_{Tree} \prod\limits_{E \in Tree} E(u, v) \prod\limits_{E \notin Tree} (1 - ...

随机推荐

  1. [模板]LIS(最长上升子序列)

    转载自:最长上升子序列(LIS)长度的O(nlogn)算法 最长上升子序列nlogn算法 在川大oj上遇到一道题无法用n^2过于是,各种纠结,最后习得nlogn的算法 最长递增子序列,Longest ...

  2. Python中解码decode()与编码encode()与错误处理UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0xab

    编码方法encoding() 描述 encode() 方法以指定的编码格式编码字符串,默认编码为 'utf-8'.将字符串由string类型变成bytes类型. 对应的解码方法:bytes decod ...

  3. IRC聊天指南

    参考https://www.cnblogs.com/fzzl/archive/2011/12/26/2302637.html

  4. centos环境下输入命令不能有中文那么我怎么插入中文数据到数据库

    centos环境下输入命令不能有中文那么我怎么插入中文数据到数据库 如下图: 首先查看是否安装了中文语言支持组件 yum grouplist 没有的话安装 yum install Chinese Su ...

  5. Interceptor for {http://cxf.liuyang.com/}IHiServiceService has thrown exception, unwinding now org.apache.cxf.binding.soap.SoapFault: Error reading XMLStreamReader.

    Jquery同域访问:客户端连接服务器访问跨域访问:通过本地html文档,浏览器点击开访问(jquery不支持此访问) 用域名的方式访问http://localhost:8080/CXF_09_jqu ...

  6. (转)centos liveCD liveDVD netinstall minimal DVD1 DVD2 版本区别

    LiveCD 和 LiveDVD 是可以直接光盘运行系统,但不能安装,两者差别在于容量大小,dvd包含的软件要多一些. netinstall 是用于网络安装和系统救援的镜像文件. minimal 这个 ...

  7. ScreenCapture手动卸载教程-Xproer.ScreenCapture

    此教程包含WindowsXP,Windows7(x86) ,Windows7(x64),Firefox,Chrome卸载教程. 1.1. 手动卸载控件-Windows XP 主要步骤如下: 1.关闭所 ...

  8. openfire搭建spackweb在线即时聊天

    1.首先去openFire官网下载openFire以及spackweb,以下地址可以2样东西一次打包下载.http://download.csdn.net/detail/a315157973/8048 ...

  9. Android-有序广播明确指定接收者

    在上一篇博客,Android-有序广播是可以中断的,介绍了 有序广播是可以中断的,但还有一种例外情况:明确指定接收者的有序广播是无法中断的,一定会发送到指定的接收者 AndroidManifest.x ...

  10. Eclipse中Tomcat Server启动后马上又自动停止报错Address已经使用8005端口 Can't assign requested address (Bind failed)

    Eclipse中Tomcat Server启动后马上又自动停止报错 Can't assign requested address (Bind failed) ,打开Tomcat Server的配置页面 ...