NOI Online #2 赛后题解

color

题意

\(\;\)

给定\(p_1,p_2\),要求\(p_1\)的倍数格子填红色,\(p_2\)的倍数格子填蓝色,既是\(p_1\)又是\(p_2\)倍数的格子颜色任选。求是否存在一种填法,满足忽略掉无色格子后不存在个连续\(k\)相同颜色的格子

\(\;\)

比较水的一道题。

用\(gcd(p_1,p_2)\)和贪心乱搞一通，用裴蜀定理证明，没了。

但是千万千万记得要特判\(k=1\)

时间复杂度：\(O(T\;log\;p)\)

code

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
#define LL long long
LL a, b, k, T;
LL gcd(LL a,LL b)
{
	if(b == 0) return a;
	return gcd(b , a % b);
}
int main()
{
	cin>>T;
	while(T--)
	{
		scanf("%lld%lld%lld",&a,&b,&k);
		if(k == 1)
		{
			puts("No");
			continue;
		}
		if(a > b)swap(a,b);
		LL g = gcd(a,b);
		LL t = ((b - g) % a == 0) ? 0 : 1;
		if((b - g) / a + t < k)puts("Yes");
		else puts("No");
	}
	return 0;
}

\(\;\)

\(\;\)

sequence

\(\;\)

题意

\(\;\)

给一个长度为\(n\)的序列\(A_1,A_2,\cdots,A_n.\;\)定义\(f(l,r)\)为[l,r]中不同的数字个数.求

\(\sum_{l=1}^n \sum_{r=l}^n f(l,r)^2\)

\(\;\)

暴力

\(\;\)

直接枚举\(l,r\)，然后在\(r\)不断加\(1\)的同时，更新此时区间中数字种类个数

时间复杂度：\(O(n^2)\)

期望得分：\(50pts\)

\(\;\)

\(\;\)

正解

\(\;\)

直接求平方似乎不太好操作

\(\because f(l,r)^2=f(l,r)(f(l,r)-1)+f(l,r)\)

不妨设\(F(n)=\sum_{i=1}^n f(i,n)\;,\;g(n)=\sum_{i=1}^n f(i,n)(f(i,n)-1)\)

然后我们只需分别求\(\sum_{i=1}^n F(n),g(n)\)即可

关键是怎么求？

\(\;\)

\(\;\)

现在给出一个思路：求\(F(n)-F(n-1)\)与\(g(n)-g(n-1)\)

而\(F(n)\)中的每个区间只比\(F(n-1)\)中的区间多了\(a_n\)

所以我们预处理出\(last_n=j\),\(j<n\)且\(a_j=a_n\)(\(j\)是满足这个条件中最靠后的)

因此只有\([last_n+1,n]\)为\(l\)端点的区间才会多出\(a_r\)这个新的数字，产生\(1\)的贡献，总共多产生了\(n-last_n\)的贡献

\(\therefore F(n)-F(n-1)=n-last_n\)

而这个玩意相当于把\([last_n+1,n]\)这段区间执行\(+1\)的操作

\(\;\)

而求\(g(n)-g(n-1)\)与\(F\)同理。

\([last_n+1,n]\)为\(l\)端点的区间，多产生\(1\)的贡献。

因此：这些区间的\(f(l,r)(f(l,r)-1)=>f(l,r)(f(l,r)+1)\)

\(\because f(l,r)(f(l,r)+1)-f(l,r)(f(l,r)-1)=2\times f(l,r)\)

所以总共会增长：\(2\times \sum_{i=last_n+1}^n f(i,r)\)

而：\(\sum_{i=last_n+1}^n f(i,r)\)实际是一个区间求和的操作

\(\;\)

区间执行\(+1\)，区间求和你想到了什么？

没错，就是线段树。

因此在枚举\(r\)（右端点）的过程中用线段树维护区间修改与和。

注意在修改与求和的顺序。

时间复杂度：\(O(n\;log\;n)\)

期望得分：\(100pts\)

code

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>

using namespace std;

const int N = 1000010, mod = 1000000007;
#define LL long long
#define F(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)
#define ls(x) x<<1
#define rs(x) x<<1|1
int n, a[N], b[N], ap[N], last[N];
LL tree[N << 2], tag[N << 2], f[N], g[N], res1, res2;

inline void push_up(int root)
{
	tree[root] = (tree[ls(root)] + tree[rs(root)]) % mod;
}
void build (int root, int l, int r)
{
	if(l==r)
	{
		return;
	}
	int mid = (l + r) >> 1;
	build(ls(root), l, mid);
	build(rs(root), mid+1, r);
	push_up(root);
}
inline void change(int root, int l, int r, LL k)
{
	tag[root] = (tag[root] + k) % mod;
	tree[root] = (tree[root] + (r-l+1) * k % mod) % mod;
}
void push_down(int root, int l, int r)
{
	if(tag[root])
	{
		int mid = (l + r) >> 1;
		change(ls(root), l, mid, tag[root]);
		change(rs(root), mid+1, r, tag[root]);
	}
	tag[root] = 0;
}
void Update(int root, int L, int R, int l, int r, LL k)
{
	if(l<=L&&R<=r)
	{
		change(root,L,R,k);
		return;
	}
	push_down(root,L,R);
	int mid = (L + R) >> 1;
	if(l <= mid) Update(ls(root), L, mid, l, r, k);
	if(r > mid) Update(rs(root), mid+1, R, l, r, k);
	push_up(root);
}
LL Query(int root, int L, int R, int l, int r)
{
	LL res = 0;
	if(l<=L&&R<=r)
	{
		return tree[root];
	}
	push_down(root,L,R);
	int mid = (L + R) >> 1;
	if(l <= mid) res = (res + Query(ls(root), L, mid, l, r)) % mod;
	if(r > mid) res = (res + Query(rs(root), mid+1, R, l, r)) % mod;
	return res;
}
int main()
{
	scanf("%d",&n);
	F(i,1,n)
	{
		scanf("%d",&a[i]);
		b[i]=a[i];
	}
	sort(b+1,b+n+1);
	int m = unique(b+1,b+n+1) - b - 1;
	F(i,1,n)
	{
		a[i] = lower_bound(b+1,b+m+1,a[i]) - b;
	}
	F(i,1,n)
	{
		last[i]=ap[a[i]];
		ap[a[i]]=i;
	}
	build(1,1,n);
	F(r,1,n)
	{
		f[r] = (f[r-1] + r - last[r]) % mod;
		res1 = (res1 + f[r]) % mod;
		g[r] = (g[r-1] + 2 * Query(1,1,n,last[r]+1,r)) % mod;
		res2 = (res2 + g[r]) % mod;
		Update(1,1,n,last[r]+1,r,1);
	}
	printf("%lld",(res1 + res2) % mod);
	return 0;
}

\(\;\)

\(\;\)

match

\(\;\)

题意

小 A 和小 B 正在玩一个游戏：有一棵包含 \(n\) 个点的有根树（点从 \(1-n\) 编号），它的根是\(1\) 号点，初始时两人各拥有 \(m\) 个点。游戏的每个回合两人都需要选出一个自己拥有且之前未被选过的点，若对手的点在自己的点的子树内，则该回合自己获胜；若自己的点在对方的点的子树内，该回合自己失败；其他情况视为平局。游戏共进行$ m$ 回合。

作为旁观者的你只想知道，在他们随机选点的情况下，第一次非平局回合出现时的回合数的期望值。

为了计算这个期望，你决定对于\(k=0,1,2,\cdots,m\)，计算出非平局回合数为\(k\)的情况数。两种情况不同当且仅当存在一个小 A 拥有的点 \(x\)，小 B 在\(x\) 被小 A 选择的那个回合所选择的点不同。

由于情况总数可能很大，你只需要输出答案对\(998244353\)取模后的结果

\(\;\)

\(\;\)

暴力

\(\;\)

枚举所有的可能性，对每种情况处理一下统计一下非平局的个数。

时间复杂度：\(O(m!)\)

期望得分：\(20pts\)

\(\;\)

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正解

\(\;\)

\(\;\)

考虑树上DP

\(\;\)

设\(f_{u,i}\)表示以\(u\)为根的子树中，有\(i\)对互为祖先与后代的关系的方案数。

状态转移？其实与各种树上DP的套路类似，考虑\(u\)与它的若干个子树\(v\)的关系

根据乘法原理，有：\(f_{u,j+k}=f_{u,j}\times f_{v,k}\)

但注意：这里的转移不能直接拿\(f\)数组进行，而应先用一个\(tmp\)数组按上面的方程进行转移，再将其赋给\(f\)数组。

原因是我们要保证转移方程中的\(f_{u,j}\)一定是\(v\)这个子树之前的方案数，并没算\(v\)这棵子树的贡献。而若直接用\(f\)数组进行转移，可能导致这里\(f_{u,j}\)是加上了\(v\)这棵子树的结果。其实与01背包的倒序循环类似

\(\;\)

算u的贡献

\(\;\)

因为\(u\)能与它的子树内所有颜色不同的节点组成一对。所以设\(cnt_{u,0/1}\)表示以\(u\)为根的0/1颜色的个数，设\(color_u\)表示\(u\)的颜色。

则与\(u\)不同颜色的节点有\(cnt_{u,color_u \; xor \; 1}\)个。

因此我们可以得到转移方程：

\(f_{u,i}=f_{u,i-1}\times (cnt_{u,color_u \; xor \; 1} - (i-1))\)

\(\;\)

统计答案

\(\;\)

设\(Ans_i\)表示整棵树中有\(i\)对的方案数。则\(Ans_i=f_{1,i}\times (m-i)!\)。等价于选出那\(i\)对后，剩下的随便组合。

但这样并不正确，剩下的点对也有可能组成祖先与后代的关系。

于是我们发现，这其实是一个类似容斥原理的东西。

对于每个有\(i\)对的方案，在统计的时候，由于剩下的点也有可能组成点对，所以其实可能有\(i+1,i+2,\cdots,m\)个点对。

所以我们要将它们减去。

而对于\(i+1\)个点对的每一种方案，都会被算\(C_{i+1}^i\)次，相当于从这些中挑出\(i\)对。

如此类比可得：对于任意的\(j(j>i)\)要减去\(C_j^i \times Ans_j\) 次。

于是通过这样的操作，即可保证不会算重。

时间复杂度

\(\;\)

乍一看是\(O(n^3)\)。但细细观察即可发现，我们在进行树上DP时，相当于是合并两颗子树中的点，只会在它们的LCA处作一次贡献。

所以是\(O(n^2)\)

期望得分：\(100pts\)

\(\;\)

code

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 5010, mod = 998244353;
int n, m, f[N][N], g[N], siz[N], cnt[N][2], fac[N], color[N], tmp[N];
int Invfac[N];
char str[N];
vector<int> G[N];
void Dfs(int u,int fa)
{
	f[u][0] = 1;
	for(int i=0;i<G[u].size();i++)
	{
		int v = G[u][i];
		if(v == fa) continue;
		Dfs(v,u);
		for(int j=0;j<=siz[u]+siz[v];j++)tmp[j] = 0;
		for(int j=0;j<=siz[u];j++)
		{
			for(int k=0;k<=siz[v];k++)
			{
				tmp[j + k] = (tmp[j + k] + 1LL * f[u][j] * f[v][k] % mod) % mod;
			}
		}
		for(int j=0;j<=siz[u]+siz[v];j++)f[u][j] = tmp[j];
		siz[u] += siz[v];
		cnt[u][0] += cnt[v][0]; cnt[u][1] += cnt[v][1];
	}
	siz[u] ++;
	cnt[u][color[u]] ++;
	for(int j=siz[u];j;j--)
	{
		f[u][j] = (f[u][j] + 1LL * f[u][j - 1] * (cnt[u][color[u] ^ 1] - j + 1) % mod) % mod;
	}
}
int ksm(int a,int b)
{
	int res = 1;
	while(b)
	{
		if(b & 1) res = 1LL * res * a % mod;
		a = 1LL * a * a % mod;
		b >>= 1;
	}
	return res;
}
int C(int n,int m)
{
	return 1LL * fac[n] * Invfac[n - m] % mod * Invfac[m] % mod;
}
int main()
{
	cin >> n >> str + 1;
	m = n / 2;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		color[i] = (str[i] == '0') ? 0 : 1;
	}
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		int u, v;
		cin >> u >> v;
		G[u].push_back(v); G[v].push_back(u);
	}
	Dfs(1,0);
	fac[0] = 1;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		fac[i] = 1LL * fac[i - 1] * i % mod;
	}
	Invfac[0] = 1;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		Invfac[i] = 1LL * Invfac[i - 1] * ksm(i,mod - 2) % mod;
	}
	for(int i=0;i<=m;i++)
	{
		g[i] = 1LL * fac[m - i] * f[1][i] % mod;
	}
	for(int i=m;i>=0;i--)
	{
		for(int j=i+1;j<=m;j++)
		{
			g[i] = (g[i] - 1LL * C(j,i) * g[j] % mod + mod) % mod;
		}
	}
	for(int i=0;i<=m;i++)printf("%d\n",g[i]);
	return 0;
}