Codeforces 553E:Kyoya and Train (最短路+概率DP+分治+FFT)
2018-02-16 01:43
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题目传送门:http://codeforces.com/contest/553/problem/E
题目大意:给出一幅n个点m条边的有向图,并给出参数T,你要从1号点走到n号点。经过每一条边都要花费时间和金钱,第i条边需要花费cost[i]的金钱,并且经过该边花费时间为t的概率是p[i][t](1<=t<=T)p[i][t](1<=t<=T)。如果最后你花费的总时间大于T,你就要付出额外X的金钱。请最小化期望花费的金钱。n<=50,m<=100,T<=20000。
题目分析:myy论文题。我们可以先想出一个很暴力的DP:f[i][t]表示在t时刻到达点i后,走完剩余路程的期望最小金钱花费。很明显边界条件为f
[t]=0(0<=t<=T),f[node][t]=dis[node]+X(T+1<=t),其中dis[node]表示node到n的最短路长度。后半部分其实很容易理解,因为既然已经超过了时间限制,那么不如直接走最短路。
对于其它状态,我们假设第i条边由u到v,那么有:
f[u][t]=cost[i]+∑j=1Tp[i][j]∗f[v][t+j]f[u][t]=cost[i]+∑j=1Tp[i][j]∗f[v][t+j]
这样时间复杂度是O(mT2)O(mT2)的。我们观察到p[i][j]和f[v][t+j]第二维的下标之差相等,故可以将其中一个数组翻转后用FFT快速求出和式的值。又因为DP数组要按照第二维从大到小算,所以需要分治。时间复杂度为O(mTlog2(T))O(mTlog2(T))。
说实话,这题是我一个多月前A掉的,今晚新年夜忽然想起来还没有写题解。具体细节我也忘得差不多了,大概只记得三点。一是可以另开一个g数组记录和式的值;二是FFT时下标的变换很烦;三是DP数组的边界要处理好。大概就这么多了吧,写完之后还是挺容易A的。
CODE:
题目大意:给出一幅n个点m条边的有向图,并给出参数T,你要从1号点走到n号点。经过每一条边都要花费时间和金钱,第i条边需要花费cost[i]的金钱,并且经过该边花费时间为t的概率是p[i][t](1<=t<=T)p[i][t](1<=t<=T)。如果最后你花费的总时间大于T,你就要付出额外X的金钱。请最小化期望花费的金钱。n<=50,m<=100,T<=20000。
题目分析:myy论文题。我们可以先想出一个很暴力的DP:f[i][t]表示在t时刻到达点i后,走完剩余路程的期望最小金钱花费。很明显边界条件为f
[t]=0(0<=t<=T),f[node][t]=dis[node]+X(T+1<=t),其中dis[node]表示node到n的最短路长度。后半部分其实很容易理解,因为既然已经超过了时间限制,那么不如直接走最短路。
对于其它状态,我们假设第i条边由u到v,那么有:
f[u][t]=cost[i]+∑j=1Tp[i][j]∗f[v][t+j]f[u][t]=cost[i]+∑j=1Tp[i][j]∗f[v][t+j]
这样时间复杂度是O(mT2)O(mT2)的。我们观察到p[i][j]和f[v][t+j]第二维的下标之差相等,故可以将其中一个数组翻转后用FFT快速求出和式的值。又因为DP数组要按照第二维从大到小算,所以需要分治。时间复杂度为O(mTlog2(T))O(mTlog2(T))。
说实话,这题是我一个多月前A掉的,今晚新年夜忽然想起来还没有写题解。具体细节我也忘得差不多了,大概只记得三点。一是可以另开一个g数组记录和式的值;二是FFT时下标的变换很烦;三是DP数组的边界要处理好。大概就这么多了吧,写完之后还是挺容易A的。
CODE:
#include<iostream> #include<string> #include<cstring> #include<cmath> #include<cstdio> #include<cstdlib> #include<stdio.h> #include<algorithm> using namespace std; const int maxt=20010; const int maxN=100000; const int maxn=53; const int maxm=105; const double pi=acos(-1.0); struct Complex { double X,Y; Complex (double a=0.0,double b=0.0) : X(a),Y(b) {} } ; Complex operator+(Complex a,Complex b){return Complex(a.X+b.X,a.Y+b.Y);} Complex operator-(Complex a,Complex b){return Complex(a.X-b.X,a.Y-b.Y);} Complex operator*(Complex a,Complex b){return Complex(a.X*b.X-a.Y*b.Y,a.X*b.Y+a.Y*b.X);} int Rev[maxN]; Complex A[maxN]; Complex B[maxN]; int N,Lg; double g[maxm][maxt]; double f[maxn][maxt]; int dis[maxn]; bool vis[maxn]; double p[maxm][maxt]; double sum[maxm][maxt]; int u[maxm]; int v[maxm]; int w[maxm]; int n,m,t,cost; void Dijkstra() { for (int i=0; i<n; i++) dis[i]=1e9; for (int i=1; i<n; i++) { int x=0; for (int j=1; j<=n; j++) if ( !vis[j] && dis[j]<dis[x] ) x=j; vis[x]=true; for (int j=1; j<=m; j++) if (v[j]==x) dis[ u[j] ]=min(dis[ u[j] ],dis[x]+w[j]); } } void DFT(Complex *a,double f) { for (int i=0; i<N; i++) if (i<Rev[i]) swap(a[i],a[ Rev[i] ]); for (int len=2; len<=N; len<<=1) { int mid=len>>1; double ang=2.0*pi/((double)len); Complex e( cos(ang) , f*sin(ang) ); for (Complex *p=a; p!=a+N; p+=len) { Complex wn(1.0,0.0); for (int i=0; i<mid; i++) { Complex temp=wn*p[mid+i]; p[mid+i]=p[i]-temp; p[i]=p[i]+temp; wn=wn*e; } } } } void FFT() { DFT(A,1.0); DFT(B,1.0); for (int i=0; i<N; i++) A[i]=A[i]*B[i]; DFT(A,-1.0); for (int i=0; i<N; i++) A[i].X/=((double)N); //for (int i=0; i<N; i++) if ( fabs(A[i].Y)>1e-6 ) exit(0); } void Solve(int L,int R) { if (L==R) { for (int i=1; i<=m; i++) g[i][L]+=( (1.0-sum[i][t-L])*((double)(dis[ v[i] ]+cost)) ), f[ u[i] ][L]=min(f[ u[i] ][L],g[i][L]+(double)w[i]); //!!!!! return; } int mid=(L+R)>>1; Solve(mid+1,R); N=1,Lg=0; while (N<2*R-L-mid) N<<=1,Lg++; for (int i=0; i<N; i++) Rev[i]=0; for (int i=0; i<N; i++) for (int j=0; j<Lg; j++) if ( i&(1<<j) ) Rev[i]|=( 1<<(Lg-j-1) ); for (int i=1; i<=m; i++) { for (int j=1; j<=R-L; j++) A[j-1]=Complex(p[i][j],0.0); for (int j=1; j<=R-mid; j++) B[j-1]=Complex(f[ v[i] ][mid+j],0.0); for (int j=0; R-mid-1-j>j; j++) swap(B[j],B[R-mid-1-j]); for (int j=R-L; j<N; j++) A[j]=Complex(0.0,0.0); for (int j=R-mid; j<N; j++) B[j]=Complex(0.0,0.0); FFT(); for (int j=L; j<=mid; j++) g[i][j]+=A[R-j-1].X; //!!!!! } Solve(L,mid); } int main() { freopen("E.in","r",stdin); freopen("E.out","w",stdout); scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&t,&cost); for (int i=1; i<=m; i++) { scanf("%d%d%d",&u[i],&v[i],&w[i]); sum[i][0]=0.0; for (int j=1; j<=t; j++) { int x; scanf("%d",&x); p[i][j]=(double)x/100000.0; //!!!!! sum[i][j]=sum[i][j-1]+p[i][j]; } } Dijkstra(); for (int i=1; i<=n; i++) for (int j=0; j<=t; j++) f[i][j]=6e7; for (int j=0; j<=t; j++) f [j]=0.0; Solve(0,t); printf("%.10lf\n",f[1][0]); /*for (int i=1; i<=n; i++) { for (int j=0; j<=t; j++) printf("%.6lf ",f[i][j]); printf("\n"); } printf("\n"); for (int i=1; i<=m; i++) { for (int j=0; j<=t; j++) printf("%.6lf ",g[i][j]); printf("\n"); }*/ return 0; }
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