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  • 一些思维题(三)

    Problem

    1492 C. Maximum width

    给两个字符串 s 和 t ,s的长度为n, t的长度为m, 且 t 为 s 的子串

    也就是可以取p1,p2,p3....pm,使得t[pi] == s[i]  (p1 < p2 < ...< pm)

    求max(pi+1 - pi) 最大为多少

    2 <= m <= n <= 2e5

    1499 D. The Number of Pairs

    T组输入,每组输入三个数c,d,x

    求满足c * lcm(a,b) - d * gcd(a,b) = x的a,b有多少对

    例:c = 1,d = 1, x = 3 , a,b可取(1,4),(4,1),(3,6),(6,3)

    1 <= t <= 1e4 , 1<= c,d,x <= 1e7

    1499 E. Chaotic Merge

    有两个字符串x,y

    字符串z一开始是空串,每次操作,可以从x串或y串左端剪切一个字母,粘贴到z串的右端,一直重复操作直到x串和y串都变为空串为止

    我们称一个字符串是chaotic的,当且仅当这个字符串所有相邻的两个字符不同

    输入两个串 s 和 t 

    f (L1,R1,L2,R2) 表示x串等于s串的[L1,R1]部分,y串等于 t串的[L2,R2]部分时,有多少种不同的操作序列,使得 z串是chaotic的 

    求Σf(L1,R1,L2,R2)     (1<=L1<=R1<=len(s) ,1<=L2<=R2<=len(t))

    答案对998244353取膜

    1 <= len(s),len(t) <= 1000

    Solution

    1492 C. Maximum width

    我们想要让某两个相邻的pi相差最大,来更新ans

    那么就是考虑对于某个数x, px+1 - p最大是多少

    那么就要使px越小越好,px+1越大越好

    求pi的最小值,就是把s串从左往右扫一遍,一旦匹配的上就去匹配

    同理求pi的最大值,就是把s串从右往左扫一遍

    code:

    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    const int MAXN = 2e5+7;
    int pos1[MAXN],pos2[MAXN];
    int main()
    {
    	int n,m;
    	string s,t;
    	cin>>n>>m;
    	cin>>s>>t;
    	s = " " + s;
    	t = " " + t; 
    	int pos = 1;
    	for(int i = 1;i <= n;i++){
    		if(s[i] == t[pos]){
    			pos1[pos] = i;
    			pos++;
    			if(pos > m) break;
    		}
    	}
    	pos = m;
    	for(int i = n;i;i--){
    		if(s[i] == t[pos]){
    			pos2[pos] = i;
    			pos--;
    			if(pos<=0) break; 
    		}
    	}
    	int ans = pos2[2] - pos1[1];
    	for(int i = 3;i <= m;i++){
    		ans = max(ans,pos2[i] - pos1[i-1]);
    	}
    	cout<<ans<<endl;
    	return 0;
    }
    

      

     1499 D. The Number of Pairs

    首先得考虑gcd和lcm能取什么

    可以发现,lcm % gcd == 0,gcd % gcd == 0, (c * lcm - d * gcd) % gcd = 0 = x % gcd

    那么gcd只能是x的因数了

    于是我们可以枚举gcd,再通过c * lcm - d * gcd = x这个方程算出lcm,然后检查lcm是否为gcd的倍数

    当gcd(a,b)和lcm(a,b)都确定下来后,怎么算a,b有多少对?

    这个可以从素数分解考虑,可以自己分析

    可以考虑只有一个质因数的情况,然后多质因数的情况就是乘法原理了

    但是这样还会TLE,怎么办?

    可以用记忆化搜索的方法,也可以用离线算法

    code:

    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    const int MAXN = 2e7 + 7;
    int f[MAXN], zx[MAXN], zs[MAXN], tot = 0;
    void pre(int n) {
    	for (int i = 2; i <= n; i++) {
    		if (!zx[i]) zs[++tot] = zx[i] = i;
    		for (int j = 1; j <= tot; j++) {
    			if (n / zs[j] < i) break;
    			zx[i * zs[j]] = zs[j];
    			if (zx[i] == zs[j]) break;
    		}
    	}
    }
    int ins(int x) {//lcm / gcd == x的时候,(a,b)的对数有多少对 
    	if (f[x]) return f[x];//记忆化 
    	int t = x;
    	int cnt = 0;
    	while (t != 1) {
    		int xx = zx[t];
    		cnt++;
    		while (t % xx == 0) t /= xx;
    	}
    	return f[x] = 1 << cnt;
    }
    int main()
    {
    	int T;
    	pre(MAXN);
    	long long a, b, c, d, x;
    	cin >> T;
    	while (T--) {
    		cin >> c >> d >> x;
    		long long gd, lc;
    		int ans = 0;
    		for (long long i = 1; i * i <= x; i++) {
    			if (x % i == 0) {
    				gd = i;//gcd = i
    				lc = x + d * gd;//lcm
    				if (lc % c == 0) {
    					lc /= c;
    					if (lc % gd == 0) {
    						ans += ins(lc / gd);
    					}
    				}
    				if (x / gd != gd) {//gcd = x / i
    					gd = x / gd;
    					lc = x + d * gd;
    					if (lc % c == 0) {
    						lc /= c;
    						if (lc % gd == 0) {
    							ans += ins(lc / gd);
    						}
    					}
    				}
    			}
    		}
    		cout << ans << endl;
    	}
    	return 0;
    }
    

      

    1499 E. Chaotic Merge

    首先来思考这两个串都取最大区间的情况,即完整的s串和完整的t串,有多少种操作序列

    可以想到这是一个字符串上的dp题

    最经典的字符串dp题就是求两个串的最长公共子串了,这个经典的问题可以用dp[ i ][ j ]表示 s取[1, i ],t 取[1, j ] 时的最长公共子串长度

    那么这题也类似,先考虑用dp[ i ][ j ]表示s串取[1, i ], t串取[1, j ]时的操作序列数

    思考转移过程的时候发现这样还是不够的,我们要关注z串最后一个字母是什么,这便要看最后一个操作是取x串的还是取y串的了

    于是我们用dp[ i ][ j ][ 0 ]表示s串取[1, i ],t串取[1, j ],且最后一个操作是取x串的操作序列个数, dp[ i ][ j ][ 1 ]则表示的是最后一个操作是取y串的

    在草稿纸上可以推出4个转移方程

    转移方程的代码如下:

    	dp[1][0][0] = dp[0][1][1] = 1;
      for(int i = 1;i <= n;i++){
    		for(int j = 1;j <= m;j++){
    			if(a[i] != a[i - 1]){
    				dp[i][j][0] += dp[i - 1][j][0];
    			}
    			if(a[i] != b[j]){
    				dp[i][j][0] += dp[i - 1][j][1]; 
    			}
    			if(b[j] != b[j - 1]){
    				dp[i][j][1] += dp[i][j - 1][1];
    			}
    			if(b[j] != a[i]){
    				dp[i][j][1] += dp[i][j - 1][0];
    			}
    		}
    	} 
    

      

    这个子问题就解决了,子问题的难度大概在1500分左右吧

    我们发现解决这个子问题的同时,我们不仅求出了s串和t串取最大区间时的答案,还求出了s串取[1, i ]时,t串取[1, j]时的答案,也就是求出了len(s)*len(t)个答案

    如果我们还要再求所有s串取[1, i ]时,t 串取[2, j ]时的答案,那就要再跑一遍dp转移方程,但是这次跑的时候,要初始化一遍,起点也不一样了,但是哪些点转移到哪些点还是不变的!

    所以我们每次重新跑一遍dp的时候,就是起点变了而已

    举个简单的例子,假设有dp[ i ] = dp[ i - 1] + dp[i - 2] + i,有一次从dp[1] = dp[2] = 0开始跑,另一次是从dp[4] = dp[5] = 0开始跑,这就是只有起点变了

    分析仅仅是起点变了,贡献有哪些变化

    我们可以把dp[ i ][ j ][ k ]看成是一个点,把有转移关系的点之间连一条有向边

     如图,之前讲的子问题,就是从dp[1][0][0] = 1和dp[0][1][1] = 1这两个起点开始

    如果把下面的起点换个位置

    那么就是这种情况了

    两个起点分别的贡献是:

    显然这两个起点是独立的

    现在我们要做的是,如何快速求出,当一个点为起点时,且这个起点上的值为1,能产生多少贡献

    这显然又是一个dp

    我是用siz[i][j][k]表示这个点为起点且点上的值为1时,产生的贡献为多少

    关于siz[i][j][k]的递推代码 (注意初始化和取膜) :

    for(int i = 0;i<=n;i++) 
    		for(int j = 0;j<=m;j++) 
    			siz[i][j][0] = siz[i][j][1] = 1;
    	
    	for(int i = n;i>=0 ;i--){
    		for(int j = m;j>=0 ;j--){
    			if(i && a[i] != a[i-1]) {
    				//dp[i][j][0] += dp[i-1][j][0];
    				//dp[i][j][0]表式a串取1到i,b串取1到j,要使merge串的最后一位是a串的最后一位的构造方案数 
    				siz[i-1][j][0] += siz[i][j][0];
    				siz[i-1][j][0] %= MOD;
    			} 
    			if(i && a[i] != b[j]){
    				//dp[i][j][0] += dp[i-1][j][1];
    				siz[i-1][j][1] += siz[i][j][0]; 
    				siz[i-1][j][1] %= MOD;
    			}
    			if(j && b[j] != b[j-1]){
    				//dp[i][j][1] += dp[i][j-1][1];
    				siz[i][j-1][1] += siz[i][j][1];
    				siz[i][j-1][1] %= MOD; 
    			}
    			if(j && b[j] != a[i]){
    				//dp[i][j][1] += dp[i][j-1][0];
    				siz[i][j-1][0] += siz[i][j][1];
    				siz[i][j-1][0] %= MOD; 
    			}
    		}
    	}
    

      

    还要注意x串和y串是不能为空的,所以还要减去x串或y串为空的情况

    比如在最开始的子问题里,要减去所有dp[i][0][0],减去所有dp[0][j][1]

    这个也可以用dp算出某个点为起点时,能有多少种方案

    我是用sza[i]和szb[i]表示

    	for(int i = 1;i<=n;i++) sza[i] = 1;
    	for(int i = n;i;i--){
    		if(a[i] != a[i-1]) sza[i-1] += sza[i]; 
    	}
    	for(int i = 1;i<=m;i++) szb[i] = 1;
    	for(int i = m;i;i--){
    		if(b[i] != b[i-1]) szb[i-1] += szb[i];
    	}
    

      

    总的代码:

    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    #include<cstdio>
    using namespace std;
    const int MAXN = 1e3+7;
    const long long MOD = 998244353;
    int n,m;
    long long dp[MAXN][MAXN][2];
    long long siz[MAXN][MAXN][2];
    int sza[MAXN],szb[MAXN];
    
    int main()
    {
    	string a,b;
    	cin >> a >> b;
    	n = a.length();m = b.length();
    	a = " " + a;
    	b = " " + b;
    	int u,v;
    	long long ans = 0;
    	for(int i = 0;i<=n;i++) 
    		for(int j = 0;j<=m;j++) 
    			siz[i][j][0] = siz[i][j][1] = 1;
    	
    	for(int i = n;i>=0 ;i--){
    		for(int j = m;j>=0 ;j--){
    			if(i && a[i] != a[i-1]) {
    				//dp[i][j][0] += dp[i-1][j][0];
    				//dp[i][j][0]表式a串取1到i,b串取1到j,要使merge串的最后一位是a串的最后一位的构造方案数 
    				siz[i-1][j][0] += siz[i][j][0];
    				siz[i-1][j][0] %= MOD;
    			} 
    			if(i && a[i] != b[j]){
    				//dp[i][j][0] += dp[i-1][j][1];
    				siz[i-1][j][1] += siz[i][j][0]; 
    				siz[i-1][j][1] %= MOD;
    			}
    			if(j && b[j] != b[j-1]){
    				//dp[i][j][1] += dp[i][j-1][1];
    				siz[i][j-1][1] += siz[i][j][1];
    				siz[i][j-1][1] %= MOD; 
    			}
    			if(j && b[j] != a[i]){
    				//dp[i][j][1] += dp[i][j-1][0];
    				siz[i][j-1][0] += siz[i][j][1];
    				siz[i][j-1][0] %= MOD; 
    			}
    		}
    	}
    	
    	for(int i = 1;i<=n;i++) sza[i] = 1;
    	for(int i = n;i;i--){
    		if(a[i] != a[i-1]) sza[i-1] += sza[i]; 
    	}
    	for(int i = 1;i<=m;i++) szb[i] = 1;
    	for(int i = m;i;i--){
    		if(b[i] != b[i-1]) szb[i-1] += szb[i];
    	}
    	for(int l = 1;l <= n;l++){//枚举左右起点 
    		for(int r = 1;r <= m;r++){
    			ans += siz[l][r-1][0] + siz[l-1][r][1] - sza[l] - szb[r];
    			//起点是dp[l][r-1][0] = 1 和 dp[l-1][r][1] = 1 
    			ans = (ans % MOD + MOD) % MOD;
    		}
    	}
    	cout<<ans<<"
    ";
    	return 0;
    }
    

      

    总结一下,这题首先是一个字符串的dp问题,然后题目还要求计算取尽所有起点的情况的答案之和

    由于只有起点变化,有向边没有变,于是让人思考起点或起点上的值改变时,其对贡献的变化是怎样的

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