NOIP2021-数列
显然是个 DP 题,这个题 \(O(n^3mk)\) 做法是不是垫底了啊。
状态设计
首先发现这个序列的元素的顺序不会影响权值和 \(S\) 值,所以我们可以使序列为空,然后将值填入序列,计算对权值和 \(S\) 的贡献,对这个过程进行 DP。
因为对于等于 \(i - 1\) 的 \(a\),它可以影响 \(S\) 的第 \(i\) 位及其后面的位,所以我们从小往大讨论 \(a\) 的值。以它作为阶段从小往大考虑,可以避免后效性。
因为确定了小于 \(i\) 的所有 \(a\) 后,可以确定 \(S\) 前 \(i\) 位的情况,所以我们对于填完小于 \(i\) 的值的状态只需要记录 \(S\) 前 \(i\) 位的 \(1\) 的数量,可以忽略具体哪些位是 \(1\)。
当然,小于 \(i\) 的 \(a\) 对第 \(i\) 位后面的位置是有影响的,所以我们记录一维状态表示当前的 \(\lfloor \frac{S}{2^i} \rfloor\)。
现在还有一个状态被忽略了,也就是当前序列已经有多少位置不是空位,这个状态让我们知道有多少空位可以赋值。
设计 \(f_{i, j, k, l}\) 表示已经填了小于 \(i\) 的所有 \(a\) 值,总计 \(j\) 个,\(S\) 的前 \(i\) 位有 \(k\) 个 \(1\),\(\lfloor \frac{S}{2^i} \rfloor = l\)。
转移
先写方程:
可以发现这里目标状态只枚举了 \(i\),\(j\),\(k\) 三维,剩下一维是由转移所枚举的 \(x\),\(y\) 决定的。我不知道如何定义每个状态的转移复杂度,但是总复杂度一定是枚举的这五个变量的范围之积。
接下来解释这个转移,\(x\) 枚举的是数字 \(i\) 选择的数量,\(y\) 枚举的是起始状态进位到 \(i\) 的数字,所以可以当作是在 \(x\) 的基础上,额外选择了 \(y\) 个 \(i\),但是不花费空位,也不消耗权值,仅对 \(S\) 产生影响。
这样前面的二项式系数的意义就很显然了,我们起始状态有 \(n - j + x\) 个空位,我们从中选择 \(x\) 个填上 \(i\) 的方案数就是 \(\binom{n - j + x}{x}\)。
\(a^x\) 表示原来每个方案的基础上加 \(x\) 个 \(i\),都会使方案的权值乘 \(a^x\)。
\(\lfloor\frac{x + y}2\rfloor\) 表示的是本次填入 \(i - 1\) 对 \(S\) 贡献的 \(x2^{i - 1}\) 和原来已经存在的 \(y2^{i - 1}\),它们的和除以 \(2^i\) 的结果,也就是 \(\lfloor \frac{S}{2^i} \rfloor\)。
\((x + y) \And 1\) 的意义是填入和合并得到的 \(i - 1\),对 \(S\) 中前 \(i\) 位 \(1\) 的数量的贡献,显然,如果 \(x + y\) 是奇数,就会使得 \(S\) 的第 \(i\) 位是 \(1\)。
代码
代码是考场代码增删注释得到的,所以码风保守。
为了防止变量名冲突,上面提到的 \(x\),\(y\) 在代码中分别写成 \(jj\) 和 \(ll\),题目中的 \(k\) 用 \(t\) 来代替。
为了防止数组越界,\(f_{i}\) 表示第 \(i - 1\) 个阶段的 DP 值,也就是填了数字 \(i - 1\) 的 DP 值。因此需要在输入时把 \(m\) 变成 \(m + 1\)。
const unsigned long long Mod(998244353);
unsigned long long Ans(0), C[35][35], a[105][35];
unsigned f[105][35][35][35], Pop[105];
unsigned n, m, t;
unsigned A, B;
unsigned Cnt(0);
signed main() {
n = RD(), m = RD() + 1, t = RD();
for (unsigned i(1); i <= m; ++i) {
a[i][0] = 1, a[i][1] = RD();
for (unsigned j(2); j <= n; ++j)
a[i][j] = a[i][j - 1] * a[i][1] % Mod;//预处理每个值有不同个数的权值 (也就是预处理 a 的幂)
}
for (unsigned i(1); i <= 102; ++i) Pop[i] = Pop[i >> 1] + (i & 1);//预处理 Popcount
C[0][0] = 1;
for (unsigned i(1); i <= n; ++i) {
C[i][0] = 1;
for (unsigned j(1); j <= n; ++j) {
C[i][j] = C[i - 1][j] + C[i - 1][j - 1];//预处理二项式系数
if(C[i][j] >= Mod) C[i][j] -= Mod;
}
}
for (unsigned i(0); i <= m; ++i) f[i][0][0][0] = 1;//初始化
for (unsigned i(1); i <= m; ++i) {
for (unsigned j(1); j <= n; ++j) {
for (unsigned k(0); k <= t; ++k) {
for (unsigned jj(0); jj <= j; ++jj) {
for (unsigned ll(0); ll <= n; ++ll) {
if((ll + jj) & 1) {
if(!k) continue;//防止越界
f[i][j][k][(ll + jj) >> 1] = ((f[i][j][k][(ll + jj) >> 1] + (f[i - 1][j - jj][k - 1][ll] * C[n - j + jj][jj] % Mod) * a[i][jj]) % Mod);
} else {
f[i][j][k][(ll + jj) >> 1] = ((f[i][j][k][(ll + jj) >> 1] + (f[i - 1][j - jj][k][ll] * C[n - j + jj][jj] % Mod) * a[i][jj]) % Mod);
}
}
}
}
}
}
for (unsigned i(0); i <= t; ++i) {
for (unsigned j(0); j <= n; ++j) {
if(Pop[j] + i <= t) {//第 n 位后面的 1 的数量和前 n 位的 1 的数量和
Ans += f[m][n][i][j];//统计答案
if(Ans >= Mod) Ans -= Mod;
}
}
}
printf("%u\n", Ans);
return 0;
}