UVA 12627 Erratic Expansion （递归，分治）

题意：一开始有一个红气球，每小时后，一个红气球会变成3个红气球和一个蓝气球，而每一个蓝气球会变成4个蓝气球；经过K个小时后，第A~B行共有多少个红气球？

紫书思路：分治思想，k小时由四个k-1小时的情况而成，其中右下角全是蓝气球，不用考虑。

 f(k,i)表示k小时之后最上面i行的红气球总数，g(k,i)表示k小时之后最下面i行的红气球总数（当 i<=0 时，f(k,i) = g(k,i)=0），则所求答案为总的气球个数 -  f(k,a-1) -g(k,(1<<k) -b)。

如果i>=2^(k-1)，则满足g(k,i)=2*g(k-1,i-2^(k-1)) + c(k)，否则g(k,i)=g(k-1,i)。其中，c(k) = 3^k 表示k小时后红气球的总数。

同理可求f(k,i).

AC代码：

#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long LL;

LL C(int k){  //红气球总数
LL t = 1;
for(int i = 0; i < k; i++) t *= 3;
return t;
}

LL F(int k,int a){  //最上面a行
if(a <= 0) return 0;
if(k == 0) return 1;
if(a <= (1<<k-1)) return 2*F(k-1,a);
else return F(k-1,a - (1<<k-1)) + 2*C(k-1);
}

LL G(int k,int b){  //最下面b行
if(b <= 0) return 0;
if(k == 0) return 1;
if(b <= (1<<k-1)) return G(k-1,b);
else return 2*G(k-1,b - (1<<k-1)) + C(k-1);
}

int main(){
int T;
scanf("%d",&T);
int cnt =0;
while(T--){
int K,A,B;
scanf("%d%d%d",&K,&A,&B);
LL tot = C(K);
LL f = F(K,A - 1);
LL g = G(K,(1<<K) - B);
printf("Case %d: %lld\n",++cnt,tot - f - g);
}
return 0;
}