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  • 洛谷 P4351 [CERC2015]Frightful Formula 题解

    一、题目:

    洛谷原题

    codeforces原题

    二、思路:

    一道数学题。

    先不管公式中的常数项 (c),首先考虑第一行和第一列的贡献。

    对于位于 ((i,1)) 的数 (x),它的贡献为:(dbinom{2n - i-2}{n-i} imes a^{n-1}b^{n-i}x)

    对于位于 ((1,j)) 的数 (x),它的贡献为:(dbinom{2n-j-2}{n-j} imes a^{n-j}b^{n-1}x)

    再来考虑常数项 (c) 的影响。我们可以发现,加入在位置 ((i,j)) 上加了一个常数 (c),那么这个 (c) 最终就会“演变成”(dbinom{2n-i-j}{n-i}a^{n-j}b^{n-i}c)。这种演变的思路也可以参见这道题

    关于为什么是这样的,我们可以这么考虑:假设一个人从 ((i,j)) 要走到 ((n,n)),每向右走都要乘 (a),向下走都要乘 (b),那么乘 (a) 的次数和乘 (b) 的次数都是确定的。而又因为一共有 (dbinom{2n-i-j}{n-i}) 种走法,所以最终的总贡献就是上面那个式子啦!

    又因为 (forall 2leq i,jleq n)((i,j)) 都要加上常数 (c)。所以它们的总贡献为 (csumlimits_{i=2}^nsumlimits_{j=2}^ndbinom{2n-i-j}{n-i}b^{n-i}a^{n-j})

    考虑这个式子怎么进行化简。设 (k=2n-i-j),更改枚举顺序,有:

    [egin{aligned} ext{Original Formula} &= csumlimits_{k=0}^{2n-4}left(sumlimits_{i=max{0,k-n+2}}^{min{k,n-2}}dbinom{k}{i}b^{i}a^{k-i} ight) end{aligned} ]

    将和式分为两部分。

    第一部分:

    [egin{aligned} ext{The First Part} &= csumlimits_{k=0}^{n-2}sumlimits_{i=0}^kdbinom{k}{i} b^i a^{k-i}\ &= csumlimits_{k=0}^{n-2}(a+b)^k end{aligned} ]

    第二部分:

    [egin{aligned} ext{The Second Part}&=csumlimits_{k=n-1}^{2n-4}left(sumlimits_{i=k-(n-2)}^{n-2} dbinom{k}{i}b^i a^{k-i} ight)\ &=csumlimits_{k=n-1}^{2n-4}f_k end{aligned} ]

    其中 $f_k=sumlimits_{i=k-(n-2)}^{n-2} dbinom{k}{i}b^i a^{k-i} $。则根据组合数的递推公式,可以得到

    [f_k=(a+b)f_{k-1}-dbinom{k-1}{k-n+1}b^{k-n+1}a^{n-1}-dbinom{k-1}{n-2}b^{n-1}a^{k-n+1} ]

    总时间复杂度:(O(n))

    三、代码:

    #include <iostream> // 目前是洛谷rk1
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    
    using namespace std;
    #define FILEIN(s) freopen(s, "r", stdin)
    #define FILEOUT(s) freopen(s, "w", stdout)
    #define mem(s, v) memset(s, v, sizeof s)
    
    inline int read(void) {
        int x = 0, f = 1; char ch = getchar();
        while (ch < '0' || ch > '9') { if (ch == '-') f = -1; ch = getchar(); }
        while (ch >= '0' && ch <= '9') { x = x * 10 + ch - '0'; ch = getchar(); }
        return f * x;
    }
    
    const int MAXN = 200005, MOD = 1000003;
    
    int n, a, c, b;
    long long factor[MAXN << 1], facinv[MAXN << 1], ans;
    long long powa[MAXN], powb[MAXN], f[MAXN << 1];
    
    inline long long power(long long a, long long b) {
        long long res = 1;
        for (; b; b >>= 1) {
            if (b & 1) res = 1LL * res * a % MOD;
            a = 1LL * a * a % MOD;
        }
        return res;
    }
    
    inline void prework(void) {
        factor[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= 2 * n; ++ i) factor[i] = factor[i - 1] * i % MOD;
        facinv[2 * n] = power(factor[2 * n], MOD - 2);
        for (int i = 2 * n - 1; i >= 0; -- i) facinv[i] = facinv[i + 1] * (i + 1) % MOD;
        powa[0] = 1; powb[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= n; ++ i)
            powa[i] = powa[i - 1] * a % MOD,
            powb[i] = powb[i - 1] * b % MOD;
    }
    
    inline long long C(int n, int m) {
        if (n < m) return 0;
        return factor[n] * facinv[m] % MOD * facinv[n - m] % MOD;
    }
    
    inline long long get_f(int k) {
        long long res = 0;
        for (int i = k - (n - 2); i <= n - 2; ++ i)
            (res += C(k, i) * powb[i] % MOD * powa[k - i] % MOD) %= MOD;
        return res;
    }
    
    int main() {
        n = read(); a = read(); b = read(); c = read();
        prework();
    
        for (int i = 1; i <= n; ++ i) {
            long long x = read();
            if (i == 1) continue;
            long long tmp = C(2 * n - i - 2, n - i) * powa[n - 1] % MOD * powb[n - i] % MOD * x;
            (ans += tmp) %= MOD;
        }
    
        for (int j = 1; j <= n; ++ j) {
            long long x = read();
            if (j == 1) continue;
            long long tmp = C(2 * n - j - 2, n - j) * powa[n - j] % MOD * powb[n - 1] % MOD * x;
            (ans += tmp) %= MOD;
        }
    
        {
            long long tmp = 1;
            for (int k = 0; k <= n - 2; ++ k) {
                if (k != 0) tmp = tmp * (a + b) % MOD;
                (ans += c * tmp % MOD) %= MOD;
            }
        }
    
        f[n - 1] = get_f(n - 1);
        for (int k = n - 1; k <= 2 * n - 4; ++ k) {
            if (k != n - 1) {
                f[k] = (a + b) * f[k - 1] % MOD
                       - C(k - 1, k - n + 1) * powb[k - n + 1] % MOD * powa[n - 1] % MOD
                       - C(k - 1, n - 2) * powb[n - 1] % MOD * powa[k - n + 1] % MOD;
                f[k] %= MOD;
                if (f[k] < 0) f[k] += MOD;
            }
            (ans += c * f[k] % MOD) %= MOD;
        }
    
        printf("%lld
    ", ans);
        return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/little-aztl/p/14963856.html
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