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  • 高斯消元解线性期望方程的妙用

    BZOJ3143

    http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=3143

    Ei表示经i点的期望
    E(u,v)表示经(u,v)的期望

    特别地有

    构造线性期望方程,高斯消元即可.

    根据排序不等式,贪心即可

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    double a[511][511],x[511],w[250011],ans;
    int deg[511];
    int u[250011],v[250011];
    int n,m;
    inline void init(){
        for(register int i=1;i<=m;++i){
            a[u[i]][v[i]]+=1.00/deg[v[i]];
            a[v[i]][u[i]]+=1.00/deg[u[i]];
        }
        for(register int i=1;i<n;++i)
            a[i][i]=-1.00;
        a[1][n+1]=-1.00;
        for(register int i=1;i<=n+1;++i)
            a[n][i]=0.00;
        a[n][n]=1.00;
         
    }
    inline void gauss(){
        double tmp;
        for(register int i=1,p;i<=n;++i)
            for(register int j=i+1;j<=n;++j){
                tmp=1.00*a[j][i]/a[i][i];
                for(register int k=i;k<=n+1;++k)
                    a[j][k]-=1.00*a[i][k]*tmp;
            }
        for(register int i=n;i;--i){
            for(register int j=i+1;j<=n;++j)a[i][n+1]-=x[j]*a[i][j];
            x[i]=a[i][n+1]/a[i][i];
        }
    }
    inline bool cmp(double a,double b){
        return a>b;
    }
    int main(){
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(register int i=1;i<=m;++i){
            scanf("%d%d",v+i,u+i);
            ++deg[v[i]];++deg[u[i]];
        }
        init();
        gauss();
        for(register int i=1;i<=m;++i)w[i]=1.00*x[u[i]]/(1.00*deg[u[i]])+1.00*x[v[i]]/(1.00*deg[v[i]]);
        sort(w+1,w+m+1,cmp);
        for(register int i=1;i<=m;++i)
            ans+=1.00*i*w[i];
        printf("%.3lf",ans);
        return 0;
    }
    

    BZOJ2337

    http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=2337

    按二进制枚举每位,然后做法类似与上面

    Ei表示i到n的二进制第k位为1的期望

    对于每次消元后对E1*2k求个和

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    const int maxn=1e6+7;
    double a[501][501],_x[501],ans;
    int nxt[maxn],las[maxn],to[maxn],w[maxn],deg[maxn];
    int n,m,x,y,z,tot;
    inline void add(int x,int y,int z){
        nxt[++tot]=las[x];
        las[x]=tot;
        to[tot]=y;
        w[tot]=z;
        ++deg[y];
    }
    inline void gauss(){
        double tmp;
        for(register int i=1,p;i<=n;++i){
            p=i;
            while(!a[p][i])++p;
            if(p!=i)swap(a[p],a[i]);
            for(register int j=i+1;j<=n;++j){
                tmp=a[j][i]/a[i][i];
                for(register int k=i;k<=n+1;++k)
                    a[j][k]-=1.00*a[i][k]*tmp;
            }
        }
        for(register int i=n;i;--i){
            for(register int j=i+1;j<=n;++j)
                a[i][n+1]-=1.00*_x[j]*a[i][j];
            _x[i]=a[i][n+1]/a[i][i];
        }
    }
    int main(){
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(register int i=1;i<=m;++i){
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            if(x!=y)add(x,y,z),add(y,x,z);
            else add(x,y,z);
        }
        for(register int i=0;i<=30;++i){
            for(register int i=1;i<=n;++i)
                for(register int j=1;j<=n+1;++j)
                    a[i][j]=0.00;
            for(register int j=1;j<n;++j){
                a[j][j]=1.00;
                for(register int e=las[j];e;e=nxt[e]){
                    x=to[e];
                    if((w[e]>>i)&1){
                        a[j][x]+=1.00/deg[j];
                        a[j][n+1]+=1.00/deg[j];
                    }
                    else
                        a[j][x]-=1.00/deg[j];
                }
            }
            a[n][n]=1.00;
            gauss();
            ans+=1.00*_x[1]*(1<<i);
        }
        printf("%.3lf
    ",ans);
        return 0;
    } 
    

      


    BZOJ3534

    http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=3534

    就是求这一坨,新边权为

    结合矩阵树定理,构造行列式,做高斯消元,最后乘上后面那一坨就好了

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    const int mod=998244353;
    typedef double db;
    db a[5001][5001],ans;
    int x,y,n,m;
    inline db fabs(db x){
    	return x>=0?x:-x;
    }
    inline db gauss(){
    	db tmp;
    	for(register int i=1,t;i<n;++i){
    		t=i;
    		for(register int j=i+1;j<n;++j)
    			if(fabs(a[t][i])<fabs(a[j][i]))
    				t=j;
    		if(!a[t][i])return 0.00;
    		swap(a[t],a[i]);
    		for(register int j=i+1;j<n;++j){
    			tmp=1.00*a[j][i]/a[i][i];
    			for(register int k=i;k<n;++k)
    				a[j][k]-=1.00*a[i][k]*tmp;
    		}
    	}
    	tmp=1.00;
    	for(register int i=1;i<n;++i)
    		tmp=tmp*a[i][i];
    	return fabs(tmp);
    }
    int main(){
    	scanf("%d",&n);
    	ans=1;
    	for(register int i=1;i<=n;++i)
    		for(register int j=1;j<=n;++j){
    			scanf("%lf",&a[i][j]);
    			if(i==j)continue;
    			if(i<j)ans=ans*(1.00-a[i][j]);
    			a[i][j]=a[i][j]/(1.00-a[i][j]);
    		}
    	for(register int i=1;i<=n;++i)
    		for(register int j=1;j<=n;++j)
    			if(i!=j)
    				a[i][i]-=a[i][j];
    	ans=ans*gauss();
    	printf("%.8lf",ans);
    	return 0;
    }
    

      

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