Tetrahedron(Codeforces Round #113 (Div. 2) + 打表找规律 + dp计数)
题目链接:
https://codeforces.com/contest/166/problem/E
题目:
题意:
给你一个三菱锥,初始时你在D点,然后你每次可以往相邻的顶点移动,问你第n步回到D点的方案数。
思路:
打表找规律得到的序列是0,3,6,21,60,183,546,1641,4920,14763,通过肉眼看或者oeis可以得到规律为。
dp计数:dp[i][j]表示在第i步时站在位置j的方案数,j的取值为[0,3],分别表示D,A,B,C点,转移方程肯定是从其他三个点转移。
代码实现如下:
非dp计数:
#include <set>
#include <map>
#include <deque>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std; typedef long long LL;
typedef pair<LL, LL> pLL;
typedef pair<LL, int> pLi;
typedef pair<int, LL> pil;;
typedef pair<int, int> pii;
typedef unsigned long long uLL; #define lson rt<<1
#define rson rt<<1|1
#define lowbit(x) x&(-x)
#define name2str(name) (#name)
#define bug printf("*********\n")
#define debug(x) cout<<#x"=["<<x<<"]" <<endl
#define FIN freopen("D://code//in.txt","r",stdin)
#define IO ios::sync_with_stdio(false),cin.tie(0) const double eps = 1e-;
const int mod = ;
const int maxn = 1e7 + ;
const double pi = acos(-);
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL; int n;
LL dp[maxn]; int qpow(int x, int n) {
int res = ;
while(n) {
if(n & ) res = 1LL * res * x % mod;
x = 1LL * x * x % mod;
n >>= ;
}
return res;
} int main(){
int inv = qpow(, mod - );
LL cnt = ;
scanf("%d", &n);
for(int i = ; i <= n; i++) {
cnt = cnt * % mod;
if(i & ) dp[i] = (cnt - + mod) % mod * inv % mod;
else dp[i] = (cnt + ) % mod * inv % mod;
}
printf("%lld\n", dp[n]);
return ;
}
dp计数代码:
#include <set>
#include <map>
#include <deque>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std; typedef long long LL;
typedef pair<LL, LL> pLL;
typedef pair<LL, int> pLi;
typedef pair<int, LL> pil;;
typedef pair<int, int> pii;
typedef unsigned long long uLL; #define lson rt<<1
#define rson rt<<1|1
#define lowbit(x) x&(-x)
#define name2str(name) (#name)
#define bug printf("*********\n")
#define debug(x) cout<<#x"=["<<x<<"]" <<endl
#define FIN freopen("D://code//in.txt","r",stdin)
#define IO ios::sync_with_stdio(false),cin.tie(0) const double eps = 1e-;
const int mod = ;
const int maxn = 1e7 + ;
const double pi = acos(-);
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL; int n;
int dp[maxn][]; int main(){
scanf("%d", &n);
dp[][] = ;
for(int i = ; i <= n; i++) {
for(int j = ; j < ; j++) {
for(int k = ; k < ; k++) {
if(j == k) continue;
dp[i][j] = (1LL * dp[i][j] + dp[i-][k]) % mod;
}
}
}
printf("%d\n", dp[n][]);
return ;
}
BM代码:
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <set>
#include <cassert>
using namespace std;
#define rep(i,a,n) for (int i=a;i<n;i++)
#define per(i,a,n) for (int i=n-1;i>=a;i--)
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define fi first
#define se second
#define SZ(x) ((int)(x).size())
typedef vector<int> VI;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int> PII;
const ll mod=;
ll powmod(ll a,ll b) {
ll res=;
a%=mod;
assert(b>=);
for(; b; b>>=) {
if(b&)res=res*a%mod;
a=a*a%mod;
}
return res;
}
// head
int _,n;
namespace linear_seq {
const int N=;
ll res[N],base[N],_c[N],_md[N];
vector<int> Md;
void mul(ll *a,ll *b,int k) {
rep(i,,k+k) _c[i]=;
rep(i,,k) if (a[i]) rep(j,,k) _c[i+j]=(_c[i+j]+a[i]*b[j])%mod;
for (int i=k+k-; i>=k; i--) if (_c[i])
rep(j,,SZ(Md)) _c[i-k+Md[j]]=(_c[i-k+Md[j]]-_c[i]*_md[Md[j]])%mod;
rep(i,,k) a[i]=_c[i];
}
int solve(ll n,VI a,VI b) { // a 系数 b 初值 b[n+1]=a[0]*b[n]+...
// printf("%d\n",SZ(b));
ll ans=,pnt=;
int k=SZ(a);
assert(SZ(a)==SZ(b));
rep(i,,k) _md[k--i]=-a[i];
_md[k]=;
Md.clear();
rep(i,,k) if (_md[i]!=) Md.push_back(i);
rep(i,,k) res[i]=base[i]=;
res[]=;
while ((1ll<<pnt)<=n) pnt++;
for (int p=pnt; p>=; p--) {
mul(res,res,k);
if ((n>>p)&) {
for (int i=k-; i>=; i--) res[i+]=res[i];
res[]=;
rep(j,,SZ(Md)) res[Md[j]]=(res[Md[j]]-res[k]*_md[Md[j]])%mod;
}
}
rep(i,,k) ans=(ans+res[i]*b[i])%mod;
if (ans<) ans+=mod;
return ans;
}
VI BM(VI s) {
VI C(,),B(,);
int L=,m=,b=;
rep(n,,SZ(s)) {
ll d=;
rep(i,,L+) d=(d+(ll)C[i]*s[n-i])%mod;
if (d==) ++m;
else if (*L<=n) {
VI T=C;
ll c=mod-d*powmod(b,mod-)%mod;
while (SZ(C)<SZ(B)+m) C.pb();
rep(i,,SZ(B)) C[i+m]=(C[i+m]+c*B[i])%mod;
L=n+-L,B=T,b=d,m=;
} else {
ll c=mod-d*powmod(b,mod-)%mod;
while (SZ(C)<SZ(B)+m) C.pb();
rep(i,,SZ(B)) C[i+m]=(C[i+m]+c*B[i])%mod;
++m;
}
}
return C;
}
int gao(VI a,ll n) {
VI c=BM(a);
c.erase(c.begin());
rep(i,,SZ(c)) c[i]=(mod-c[i])%mod;
return solve(n,c,VI(a.begin(),a.begin()+SZ(c)));
}
};
int main() {
scanf("%d",&n);
printf("%d\n",linear_seq::gao(VI{,,,,,,,,,},n-));
}
三份代码跑的时间如下(忽略MLE那发,从上到下分别为BM,DP,公式):
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