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  • [luogu3706]硬币游戏

    (可以参考洛谷4548,推导过程较为省略)

    定义$g_{i}$表示随机$i$次后未出现给定字符串的概率,$f_{k,i}$表示随机$i$次后恰好出现$s_{k}$(指第$k$个字符串)的概率,设两者的生成函数分别为$G(x)$和$F_{k}(x)$

    同样,考虑如何去表示$P(前i个字符中未出现给定字符串且最后m个字符为s_{t})$:

    1.通过$g_{i}$,此时即为$frac{g_{i}}{2^{m}}$;

    2.通过$f_{k,i}$(注意虽然最后$m$个字符为$s_{t}$,但可能之前$s_{k}$出现了),枚举第一个出现$s_{k}$的位置$i+j$(右端点),同时必然要有$s_{t}$的前$j$个字符等于$s_{k}$末尾$j$个字符,此时转移的系数为$frac{1}{2^{m-j}}$

    记$S_{t,k}={j|s_{t}[0,j)=s_{k}[m-j,m)}$,两者相等即$forall 1le tle n,frac{g_{i}}{2^{m}}=sum_{k=1}^{n}sum_{jin S_{t,k}}frac{f_{k,i+j}}{2^{m-j}}$,写成生成函数的形式即$forall 1le tle n,G(x)=sum_{k=1}^{n}sum_{jin S_{t,k}}frac{2^{j}F_{k}(x)}{x^{j}}$

    关于$S_{i,j}$的计算可以使用AC自动机或哈希,复杂度为$o(n^{2}m)$(虽然AC自动机可以$o(nm)$构建,但枚举$j$还是要$o(n^{2}m)$的)

    答案即求$F_{k}(1)$,代入$x=1$后可以得到$n$个等式,但同时新增$G(1)$,再利用$sum_{k=1}^{n}F_{k}(1)=1$就是恰好$n+1$个等式和变量,高斯消元即可,时间复杂度为$o(n^{3})$

    (代码中的写法是以$G(1)$为常数去表示$F_{k}(1)$,再累加求出$G(1)$)

    (另外精度问题很是神奇,可能数据中$n$和$m$的并不太大?)

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 #define N 305
     4 #define eps 1e-10
     5 vector<int>v[N];
     6 queue<int>q;
     7 int V,n,m,nex[N*N],len[N*N],ch[N*N][31];
     8 double sum,mi[N],vis[N*N],a[N][N],ans[N];
     9 char s[N];
    10 void add(int p){
    11     int k=1;
    12     for(int i=0;i<m;i++){
    13         if (!ch[k][(s[i]=='T')]){
    14             ch[k][(s[i]=='T')]=++V;
    15             len[V]=len[k]+1;
    16         }
    17         k=ch[k][(s[i]=='T')];
    18         v[p].push_back(k);
    19     }
    20 }
    21 void build(){
    22     nex[1]=1;
    23     for(int i=0;i<2;i++)
    24         if (ch[1][i]){
    25             nex[ch[1][i]]=1;
    26             q.push(ch[1][i]);
    27         }
    28     while (!q.empty()){
    29         int k=q.front();
    30         q.pop();
    31         for(int i=0;i<2;i++)
    32             if (ch[k][i]){
    33                 int j=nex[k];
    34                 while ((j>1)&&(!ch[j][i]))j=nex[j];
    35                 if (ch[j][i])j=ch[j][i];
    36                 nex[ch[k][i]]=j;
    37                 q.push(ch[k][i]);
    38             }
    39     }
    40 }
    41 void guess(){
    42     for(int i=1;i<=n;i++){
    43         int t=-1;
    44         for(int j=i;j<=n;j++)
    45             if (abs(a[i][j])>=eps){
    46                 t=j;
    47                 break;
    48             }
    49         for(int j=i;j<=n;j++)swap(a[i][j],a[t][j]);
    50         double s=a[i][i];
    51         for(int j=i;j<=n+1;j++)a[i][j]/=s;
    52         for(int j=i+1;j<=n;j++){
    53             double s=a[j][i];
    54             for(int k=i;k<=n+1;k++)a[j][k]-=s*a[i][k];
    55         }
    56     }
    57     for(int i=n;i;i--){
    58         ans[i]=a[i][n+1];
    59         for(int j=1;j<i;j++){
    60             a[j][n+1]-=ans[i]*a[j][i];
    61             a[j][i]=0;
    62         }
    63     }
    64 }
    65 int main(){
    66     scanf("%d%d",&n,&m);
    67     V=1;
    68     for(int i=1;i<=n;i++){
    69         scanf("%s",s);
    70         add(i);
    71     }
    72     build();
    73     mi[0]=1;
    74     for(int i=1;i<=m;i++)mi[i]=mi[i-1]*2;
    75     for(int i=1;i<=n;i++){
    76         for(int j=0;j<m;j++)vis[v[i][j]]=mi[j];
    77         a[i][n+1]=1;
    78         for(int j=1;j<=n;j++)
    79             for(int k=v[j].back();k>1;k=nex[k])a[i][j]+=vis[k];
    80         for(int j=0;j<m;j++)vis[v[i][j]]=0;
    81     }
    82     guess();
    83     for(int i=1;i<=n;i++)sum+=ans[i];
    84     for(int i=1;i<=n;i++)printf("%.6f
    ",ans[i]/sum);
    85 } 
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