题目
有(n)个房间,(n)个钥匙,每个钥匙随机出现在一个房间里,一个房间里有且仅有一个钥匙。我们现在手上没有钥匙,但我们要搜索所有的房间,所以我们有(k)次机会把一个房间炸开。一号房间里住着一个重要的人,所以一号房间不能炸。给出(n),(k),求我们能够成功搜索所有房间的概率。
分析
英文题看了一会儿……
我们发现,对于一个由房间和钥匙组成的环,我们只需要随便炸开其中一个房间即可搜索这个环上所有的房间。所以成功的情况就是环的个数小于等于(k)并且一号钥匙不在一号房里。
我自己推出的公式比较复杂,基本思路就是,首先求出不管1号房间的可能情况,再减去(frac{1}{n}),即减去一号钥匙在一号房间里的情况,再加上一号钥匙在一号房间且不可行的情况,一起除以(n!)即可:
[egin{aligned}
ans=frac{sum _{i=1}^k s(n,i)}{n!}-frac{1}{n}+frac{sum _{i=k+1}^n s(n-1,i-1)}{n!}
end{aligned}
]
然而hjh告诉我有更简洁的方法:
[egin{aligned}
ans=frac{sum _{i=1}^k s(n,i)-s(n-1,i-1)}{n!}
end{aligned}
]
成功的情况数就是(n)个房间中的环小于等于(k)个的情况数减去后(n-1)个房间刚好组成(k-1)个环(即1号房间自己组成一个环)的情况数。
其实这两个式子在数学上应该是等价的,但这种在枚举的时候计算的思想很棒。
代码
hdu上g++ WA了,c++可以AC。
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cctype>
#include<cstring>
using namespace std;
int read() {
int x=0,f=1;
char c=getchar();
for (;!isdigit(c);c=getchar()) if (c=='-') f=-1;
for (;isdigit(c);c=getchar()) x=x*10+c-'0';
return x*f;
}
const int maxn=1<<5;
long long s[maxn][maxn];
long double jc[maxn],ans;
int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("test.in","r",stdin);
#endif
s[0][0]=jc[0]=1;
for (int i=1;i<maxn;++i) {
jc[i]=jc[i-1]*i;
for (int j=1;j<=i;++j) s[i][j]=s[i-1][j-1]+s[i-1][j]*(i-1);
}
int T=read();
while (T--) {
int n=read(),k=read();
long double tmp=0;
for (int i=1;i<=k;++i) tmp+=s[n][i]-s[n-1][i-1];
ans=(tmp/jc[n]);
/*
ans-=1.0/n;
tmp=0;
for (int i=k;i<n;++i) tmp+=s[n-1][i];
ans+=(tmp/jc[n]);
*/
printf("%.4Lf
",ans);
}
}