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  • 【CF553E】Kyoya and Train(分治FFT)

    点此看题面

    • 给定一张(n)个点(m)条边的有向图,要求从(1)号点走到(n)号点,如果到达的时间超过(t)则需要交(x)元的罚款。
    • 每条边有一个通过代价(c_i),通过第(i)条边的时间为(j(jin[1,t]))的概率为(p_{i,j})
    • 求最小代价。
    • (nle50,mle100,tle2 imes10^4)

    暴力(DP)

    至少这道题暴力还是比较好想的。

    直接设(f_{i,j})表示当前在(i)号点,时刻为(j)时走到(n)号点的最小代价。

    暴力的转移就是从大到小枚举时刻(j),枚举每一条边,再枚举通过的时间转移,得出转移式:

    [f_{a_i,j}=min{c_i+sum_{k=1}^tp_{i,k} imes f_{b_i,j+k}} ]

    特殊地,如果(j> t),显然无论再走多久都已经迟到了,那么索性不管时间直接选择代价最短的路(dis(i,n)+x),这部分可以事先(Floyd)预处理出来。

    分治(FFT)

    发现(sum_{k=1}^tp_{i,k} imes f_{b_i,j+k})只要把其中一个数组的下标翻转一下,就能变成卷积的形式。

    方便起见,我们令(g_{i,j})表示时刻为(j)时选第(i)条边的贡献,因为上面的转移都是针对一条边的两个端点进行的。

    (f)显然可以通过(g)来计算:

    [f_{x,j}=min_{a_i=x}{c_i+g_{i,j}} ]

    发现这样还有一个大好事就是转移式中的(min)被我们直接拎出来了,现在就变成了一个非常板子的卷积:

    [g_{i,j}=sum_{k=1}^tp_{i,k} imes f_{b_i,j+k} ]

    要求这个就得考虑分治(FFT)

    以第二维为下标进行(CDQ)分治,每次先处理掉右区间的转移,然后考虑右区间对于左区间的贡献,即:

    [g_{i,j}=sum_{k=mid+1}^rp_{i,k} imes f_{b_i,j+k} ]

    给它下标变个形,真正写成卷积的形式,即令(a_k=p_{i,k+1},b_k=f_{b_i,r-k}),那么原式就变成了:

    [egin{align} g_{i,j}&=sum_{k=mid+1}^ra_{k-1} imes b_{r-(j+k)}\ &=sum_{x+y=r-j-1}a_x imes b_y\ &=[x^{r-j-1}]A(x)*B(x) end{align} ]

    代码:(O(mtlog^2t))

    #include<bits/stdc++.h>
    #define Tp template<typename Ty>
    #define Ts template<typename Ty,typename... Ar>
    #define Reg register
    #define RI Reg int
    #define Con const
    #define CI Con int&
    #define I inline
    #define W while
    #define N 50
    #define M 100
    #define LIM 20000
    #define DB double
    #define Gmin(x,y) (x>(y)&&(x=(y)))
    using namespace std;
    int n,m,lim,ex,a[M+5],b[M+5],c[M+5],dis[N+5][N+5];DB p[M+5][2*LIM+5];
    namespace FastIO
    {
    	#define FS 100000
    	#define tc() (FA==FB&&(FB=(FA=FI)+fread(FI,1,FS,stdin),FA==FB)?EOF:*FA++)
    	#define pc(c) (FC==FE&&(clear(),0),*FC++=c)
    	int OT;char oc,FI[FS],FO[FS],OS[FS],*FA=FI,*FB=FI,*FC=FO,*FE=FO+FS;
    	I void clear() {fwrite(FO,1,FC-FO,stdout),FC=FO;}
    	Tp I void read(Ty& x) {x=0;W(!isdigit(oc=tc()));W(x=(x<<3)+(x<<1)+(oc&15),isdigit(oc=tc()));}
    	Ts I void read(Ty& x,Ar&... y) {read(x),read(y...);}
    	Tp I void writeln(Ty x) {W(OS[++OT]=x%10+48,x/=10);W(OT) pc(OS[OT--]);pc('
    ');}
    }using namespace FastIO;
    namespace Poly
    {
    	int P,L,R[LIM<<3];const DB Pi=acos(-1);
    	struct node
    	{
    		DB x,y;I node(Con DB& a=0,Con DB& b=0):x(a),y(b){}
    		I node operator + (Con node& o) Con {return node(x+o.x,y+o.y);}
    		I node operator - (Con node& o) Con {return node(x-o.x,y-o.y);}
    		I node operator * (Con node& o) Con {return node(x*o.x-y*o.y,x*o.y+y*o.x);}
    	}A[LIM<<3],B[LIM<<3];
    	I void FFT(node* s,CI op)
    	{
    		RI i,j,k;node x,y,U,S;for(i=0;i^P;++i) i<R[i]&&(swap(s[i],s[R[i]]),0);
    		for(i=1;i^P;i<<=1) for(U=node(cos(Pi/i),op*sin(Pi/i)),j=0;j^P;j+=i<<1)
    			for(S=1,k=0;k^i;S=S*U,++k) s[j+k]=(x=s[j+k])+(y=S*s[i+j+k]),s[i+j+k]=x-y;
    	}
    	I void Mul(CI n,CI m)//多项式乘法
    	{
    		RI i;P=1,L=0;W(P<=n+m) P<<=1,++L;for(i=0;i^P;++i) R[i]=(R[i>>1]>>1)|((i&1)<<L-1);
    		for(i=n+1;i^P;++i) A[i]=0;for(i=m+1;i^P;++i) B[i]=0;
    		for(FFT(A,1),FFT(B,1),i=0;i^P;++i) A[i]=A[i]*B[i];for(FFT(A,-1),i=0;i<=n+m;++i) A[i]=A[i].x/P;
    	}
    	DB f[N+5][2*LIM+5],g[M+5][LIM+5];I void CDQ(CI l,CI r)//分治FFT
    	{
    		RI i,j;if(l>lim) {for(i=1;i<=n;++i) for(j=l;j<=r;++j) f[i][j]=dis[i][n]+ex;return;}//对于j>lim的情况就是最短路+罚款
    		if(l==r) {for(i=1;i^n;++i) f[i][l]=1e9;for(i=1;i<=m;++i) a[i]^n&&Gmin(f[a[i]][l],c[i]+g[i][l]);return;}//边界
    		RI mid=l+r>>1;for(CDQ(mid+1,r),i=1;i<=m;++i) if(a[i]^n)//先做右区间,然后考虑右区间对左区间的贡献
    		{
    			for(j=0;j<=r-l-1;++j) A[j]=p[i][j+1];for(j=0;j<=r-mid-1;++j) B[j]=f[b[i]][r-j];//转化成卷积的形式
    			for(Mul(r-l-1,r-mid-1),j=l;j<=mid;++j) g[i][j]+=A[r-j-1].x;//卷积后统计答案
    		}CDQ(l,mid);//先做左区间
    	}
    }
    int main()
    {
    	RI i,j,x;for(read(n,m,lim,ex),i=1;i<=n;++i) for(j=1;j<=n;++j) dis[i][j]=i^j?1e9:0;//初始化距离
    	for(i=1;i<=m;++i) for(read(a[i],b[i],c[i]),Gmin(dis[a[i]][b[i]],c[i]),j=1;j<=lim;++j) read(x),p[i][j]=x/1e5;//记录每条边信息
    	for(RI k=1;k<=n;++k) for(i=1;i<=n;++i) for(j=1;j<=n;++j) Gmin(dis[i][j],dis[i][k]+dis[k][j]);//Floyd跑最短路
    	return Poly::CDQ(0,2*lim),printf("%.12lf
    ",Poly::f[1][0]),0;
    }
    
    败得义无反顾,弱得一无是处
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