给你一幅N*M的地图,地图中有不能到达的障碍物'#'与可以走的点'.',从(1,1)开始走到(N,M),其中每一次走动均等概率地向周围的可达的格子走去,求到达(N,M)的期望步数。(N,M<=10)

一开始根本不知道这题居然是用高斯消元来做的,感觉非常神奇,高斯消元作用就是你自己列出一系列关于期望的方程,然后求一个$E(1,1)$的变量值即可。

首先可以设每一个格子(X,Y)到达(N,M)的期望值为未知数$E(x,y)$,那么我们有N*M个格子,有N*M个未知数即N*M个变量,然后方程怎么列呢?可以发现每一个变量和周围的变量是存在关系的,由于是等概率地向周围移动,对于不可走的格子'#',显然$E(x,y)=0$;对于任意一个可以走的格子'.'坐标为(x,y),其四个方向中有k个方向是可行的,显然有:$E(x,y) =1+ \Sigma {{1 \over k}{E(x',y')}|(x',y')合法}$,比如当前点为(2,3),其中从(2,3)可以到达(2,4),(3,3),(1,3),假设(2,2)是'#'而不可到达(2,2),那么有$E(2,2)={1 \over 3}*E(2,4)+{1 \over 3}*E(3,3)+{1 \over 3}*E(1,3)+1$,两边同时乘以3再移项可以得到$3*E(2,2)-E(2,4)-E(3,3)-E(1,3)=3$,然后就可以得到很多个这样的等式,然后化成矩阵用高斯消元求解,其中答案就是E(1,1)这个点所对应的未知数的解

继昨天把j打成i死活没找到错误之后,今天又把m打成了n,又怀疑了一波人生,我可能用的是假键盘

代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define INF 0x3f3f3f3f
#define LC(x) (x<<1)
#define RC(x) ((x<<1)+1)
#define MID(x,y) ((x+y)>>1)
#define fin(name) freopen(name,"r",stdin)
#define fout(name) freopen(name,"w",stdout)
#define CLR(arr,val) memset(arr,val,sizeof(arr))
#define FAST_IO ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);
typedef pair<int, int> pii;
typedef long long LL;
const double PI = acos(-1.0);
const int N = 12;
const double eps = 1e-6; double Mat[N * N][N * N], ans[N * N];
int id[N][N];
int vis[N][N], dir[4][2] = {{1, 0}, {0, 1}, { -1, 0}, {0, -1}};
char pos[N][N];
int n, m; void init()
{
CLR(Mat, 0);
CLR(vis, 0);
CLR(ans, 0);
}
inline bool check(const int &x, const int &y)
{
return (x >= 1 && x <= n && y >= 1 && y <= m);
}
void dfs(int x, int y)
{
vis[x][y] = 1;
for (int i = 0; i < 4; ++i)
{
int vx = x + dir[i][0];
int vy = y + dir[i][1];
if (check(vx, vy) && !vis[vx][vy] && pos[vx][vy] == '.')
dfs(vx, vy);
}
}
int Gaussian(int ne, int nv)
{
int ce, cv, i, j;
// for (i = 1; i <= ne; ++i)
// for (j = 1; j <= nv + 1; ++j)
// printf("%.0f%c", Mat[i][j], "\t\n"[j == nv + 1]);
for (ce = 1, cv = 1; ce <= ne && cv <= nv; ++ce, ++cv)
{
int te = ce;
for (i = ce + 1; i <= ne; ++i)
if (fabs(Mat[i][cv]) > fabs(Mat[te][cv]))
te = i;
if (ce != te)
for (j = cv; j <= nv + 1; ++j)
swap(Mat[ce][j], Mat[te][j]);
double bas = Mat[ce][cv];
for (j = cv; j <= nv + 1; ++j)
Mat[ce][j] /= bas;
for (i = ce + 1; i <= ne; ++i)
for (j = cv + 1; j <= nv + 1; ++j)
Mat[i][j] -= Mat[i][cv] * Mat[ce][j];
}
for (i = ce; i >= 1; --i)
{
ans[i] = Mat[i][nv + 1];
for (j = i + 1; j <= nv; ++j)
ans[i] -= ans[j] * Mat[i][j];
ans[i] /= Mat[i][i];
}
return 1;
}
int main(void)
{
int i, j;
while (~scanf("%d%d", &n, &m))
{
init();
for (i = 1; i <= n; ++i)
{
scanf("%s", pos[i] + 1);
for (j = 1; j <= m; ++j)
id[i][j] = (i - 1) * m + j;
}
dfs(1, 1);
for (i = 1; i <= n; ++i)
{
for (j = 1; j <= m; ++j)
{
int I = id[i][j];
if ((i == n && j == m) || !vis[i][j])
{
Mat[I][I] = 1;
continue;
}
int cnt = 0;
for (int k = 0; k < 4; ++k)
{
int vi = i + dir[k][0];
int vj = j + dir[k][1];
if (check(vi, vj) && pos[vi][vj] == '.')
{
Mat[I][id[vi][vj]] = -1;
++cnt;
}
}
Mat[I][I] = cnt;
Mat[I][n * m + 1] = cnt;
}
}
Gaussian(n * m, n * m);
printf("%.8f\n", ans[1]);
}
return 0;
}
/*
10 10
..######.#
......#..#
.#.##.##.#
.#........
##.##.####
....#....#
.#######.#
....#.....
.####.####
....#..... 3 10
.#...#...#
.#.#.#.#.#
...#...#.. 2 3
.#.
...
*/

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