题目链接:LightOJ - 1248

Description

Given a dice with n sides, you have to find the expected number of times you have to throw that dice to see all its faces at least once. Assume that the dice is fair, that means when you throw the dice, the probability of occurring any face is equal.

For example, for a fair two sided coin, the result is 3. Because when you first throw the coin, you will definitely see a new face. If you throw the coin again, the chance of getting the opposite side is 0.5, and the chance of getting the same side is 0.5. So, the result is

\(1 + (1 + 0.5 * (1 + 0.5 * ...))\)

\(= 2 + 0.5 + 0.5^2 + 0.5^3 + ...\)

\(= 2 + 1 = 3\)

Input

Input starts with an integer \(T (≤ 100)\), denoting the number of test cases.

Each case starts with a line containing an integer \(n (1 ≤ n ≤ 10^5)\).

Output

For each case, print the case number and the expected number of times you have to throw the dice to see all its faces at least once. Errors less than \(10^{-6}\) will be ignored.

Sample Input

5
1
2
3
6
100

Sample Output

Case 1: 1
Case 2: 3
Case 3: 5.5
Case 4: 14.7
Case 5: 518.7377517640

Solution

题意

给定一个 \(n\) 面的骰子,每个面出现的概率相同,现在要所有的面都至少出现一次,求投掷次数的期望。

思路

期望DP

期望DP一般是倒推的。

设 \(dp[i]\) 为已经出现了 \(i\) 个面,还需要投掷次数的期望值。

那么每次投掷只有两种情况:出现已经出现过的面、出现未出现的面。前者概率为 \(\frac{i}{n}\),后者概率为 \(\frac{n - i}{n}\)。

则状态转移方程为 \(dp[i] = (dp[i] + 1) * \frac{i}{n} + (dp[i + 1] + 1) * \frac{n - i}{n}\)

化简得 \(dp[i] = dp[i + 1] + \frac{n}{n - i}\)

\(dp[n] = 0\),倒推即可。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 10; double dp[maxn]; int main() {
int T;
scanf("%d", &T);
int kase = 0;
while(T--) {
memset(dp, 0, sizeof(dp));
int n;
scanf("%d", &n);
dp[n] = 0;
for(int i = n - 1; i >= 0; --i) {
dp[i] = dp[i + 1] + 1.0 * n / (n - i);
}
printf("Case %d: %.10lf\n", ++kase, dp[0]);
}
return 0;
}

其实是满足几何分布的。

第一个出现的面可以是 \(1, 2, 3, ..., n\),有 \(n\) 个。

如果第一个出现的面是 \(1\),那么第二个出现的面可以是 \(2, 3, ..., n\),有 \(n - 1\) 个。

...

第一个面第一次出现的概率为 \(p_1 = \frac{n}{n}\)

第二个面第一次出现的概率为 \(p_2 = \frac{n - 1}{n}\)

第三个面第一次出现的概率为 \(p_3 = \frac{n - 2}{n}\)

...

第 \(i\) 个面第一次出现的概率为 \(p_i = \frac{n - i + 1}{n}\)

几何分布的期望 \(E(X) = \frac{1}{p}\)

所以所有面至少出现一次的期望为 \(\sum_{i=1}^n \frac{1}{p_i} = \sum_{i=1}^n \frac{n}{n - i + 1}\)。

注:几何分布指在 \(n\) 次伯努利试验中,试验 \(k\) 次才得到第一次成功的机率。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; int main() {
int T;
scanf("%d", &T);
int kase = 0;
while(T--) {
int n;
scanf("%d", &n);
double ans = 0.0;
for(int i = 1; i <= n; ++i) {
ans += n * 1.0 / i;
}
printf("Case %d: %.10lf\n", ++kase, ans);
}
return 0;
}

Reference

LightOJ - 1248 Dice (III) (概率期望+几何分布)

LightOJ 1248 Dice (III) (期望DP / 几何分布)的更多相关文章

  1. LightOJ - 1248 Dice (III) —— 期望

    题目链接:https://vjudge.net/problem/LightOJ-1248 1248 - Dice (III)    PDF (English) Statistics Forum Tim ...

  2. LightOj 1248 - Dice (III)(几何分布+期望)

    题目链接:http://lightoj.com/volume_showproblem.php?problem=1248 题意:有一个 n 面的骰子,问至少看到所有的面一次的所需 掷骰子 的 次数的期望 ...

  3. LightOJ 1248 Dice (III) (水题,期望DP)

    题意:给出一个n面的色子,问看到每个面的投掷次数期望是多少. 析:这个题很水啊,就是他解释样例解释的太...我鄙视他,,,,, dp[i] 表示 已经看到 i 面的期望是多少,然后两种选择一种是看到新 ...

  4. 【非原创】LightOj 1248 - Dice (III)【几何分布+期望】

    学习博客:戳这里 题意:有一个 n 面的骰子,问至少看到所有的面一次的所需 掷骰子 的 次数的期望: 第一个面第一次出现的概率是p1 n/n; 第二个面第一次出现的概率是p2 (n-1)/n; 第三个 ...

  5. LightOJ 1248 Dice (III) 概率

    Description Given a dice with n sides, you have to find the expected number of times you have to thr ...

  6. LightOJ 1248 Dice (III)

    期望,$dp$. 设$dp[i]$表示当前已经出现过$i$个数字的期望次数.在这种状态下,如果再投一次,会出现两种可能,即出现了$i+1$个数字以及还是$i$个数字. 因此 $dp[i]=dp[i]* ...

  7. 1248 - Dice (III)

    1248 - Dice (III)   PDF (English) Statistics Forum Time Limit: 1 second(s) Memory Limit: 32 MB Given ...

  8. [LOJ 1248] Dice (III)

    G - Dice (III) Time Limit:1000MS     Memory Limit:32768KB     64bit IO Format:%lld & %llu Descri ...

  9. lightoj 1248-G - Dice (III) (概率dp)

    题意:给你n个面的骰子,问扔出所有面的期望次数. 虽然这题挺简单的但还是要提一下.这题题目给出了解法. E(m)表示得到m个不同面的期望次数. E(m+1)=[((n-m)/n)*E(m)+1]+(m ...

随机推荐

  1. Process Monitor监控进程操作注册表如何实现?

    http://zhidao.baidu.com/link?url=Kqav4qkQSprC5FnpHPOGJvhqvY9fJ9-Vdx9g_SWh4w5VOusdRJo4Vl7qIdrG4LwRJvr ...

  2. Nginx负载均衡之TCP/UDP流

    负载均衡是指在多个后端服务器之间有效地分配网络流量. 从NGINX Plus R5[1] 版本开始可以代理和负载均衡传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)通 ...

  3. [360前端星计划]BlackJack(21点)(纯JS,附总部学习笔记)

    [360前端星计划]总部学习笔记(6/6) [360前端星计划]详情跳转 游戏界面预览 目录 一.游戏介绍 1.起源 2.规则 3.技巧 二.游戏设计 1.整体UI构思 2.素材采集 3.游戏总规划 ...

  4. 关于tomcat中的三个端口的作用及其相关细节

    [一]端口内容 tomcat的端口号相关信息: Tomcat admin port——管理端口,允许你远程配置tomcat HTTP——正常的http协议 AJP——Apache JServ Prot ...

  5. Cocos2d-x之Sound

    |   版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 音效简介: 1.1 在游戏开发的过程中除了华丽的界面,生动的动画之外,适当的音效也是重要的一部分 1.2 游戏中的声音分为两类,一类是音乐 ...

  6. 用MR生成HFile文件格式后,数据批量导入HBase

    环境hadoop cdh5.4.7 hbase1.0.0 测试数据: topsid  uid roler_num typ 10 111111 255 0 在Hbase 创建t2数据库: create ...

  7. 通过URL传参数,然后第二个页面需要获取参数

    /** * 方法说明:通过url参数键值名称获取参数的值 * @method getQueryString * @param name 要获取的参数键值 * @return * @remark */ ...

  8. jQuery学习笔记(基础部分)

    参考:菜鸟教程 一.简介 1.jQuery 是一个 JavaScript 库. 2.jQuery的版本:压缩版(用户生成)和未压缩(用于测试和开发) 3.jQuery的引入方式: 从http://jq ...

  9. java.nio.Buffer 中的 flip()方法

    在Java NIO编程中,对缓冲区操作常常需要使用  java.nio.Buffer中的 flip()方法. Buffer 中的 flip() 方法涉及到 Buffer 中的capacity.posi ...

  10. python 多进程队列数据处理

    # -*- coding:utf8 -*- import paho.mqtt.client as mqtt from multiprocessing import Process, Queue imp ...