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  • LOJ #2731. 「JOISC 2016 Day 1」棋盘游戏(dp)

    题意

    JOI 君有一个棋盘,棋盘上有 (N)(3) 列 的格子。JOI 君有若干棋子,并想用它们来玩一个游戏。初始状态棋盘上至少有一个棋子,也至少有一个空位。

    游戏的目标是:在还没有放棋子的格子上依次放棋子,并填满整个棋盘。在某个格子上放置棋子必须满足以下条件之一:

    1. 这个格子的上下一格都放有棋子;
    2. 这个格子的左右一格都放有棋子。

    JOI 君想知道有多少种从初始状态开始,并达到游戏目标的方案,这个答案可能会非常大。请你帮 JOI 君算出这个答案,并对 (10^9+7) 取模。

    数据范围

    对于所有数据,满足 (1 le N le 2000)

    题解

    思维能力为 (0) 的 sb 帮你把 doe 的讲解搬过来啦。

    显然对于每个 (x) 的联通块是可以单独考虑的。

    首先把无解的情况全部判掉,例如有两个 (x) 连在一起就不行,或者 (x) 在四个角落也是不行的。

    那么我们的联通块的形状就形如:

     x x x x
    xxxxxxxxx
      x  x x
    

    不难发现中间一行是一定连贯的,两边会不定时的出现 (0/1/2) 个空。

    那么我们可以对于每个中间位进行考虑,因为上下位都是可以随时填进来的。

    那么满足这个节点能填的方案只有,要么上下填了,要么左右填了,要么两个都填了。

    这样的话我们可以设一个 (f[i][j][0/1]) 表示对于第 (i) 列中间空,它是在整个联通块第 (j) 个被填进去的,在它之前满足了 上下/左右 已经填好的方案数。

    注意对于上下左右都填好的时候我们为了不算重,算到上下那里去。

    然后对于转移,我们第 (i) 列如果选上下,那么 (i + 1) 列上下填是不会限制的,但是对于左右填要强制 (i) 列中间出现在 (i + 1) 列之前。

    (i) 如果选左右,那么 (i + 1) 列不能选左右,只能选上下,并且要强制 (i + 1) 列出现在 (i) 列之前。

    然后在联通块结束的时候用组合数算算方案就行了。

    然后直接转移是 (mathcal O(n^3)) 的,由于只有相对的大小关系才有意义,可以前缀和优化到 (mathcal O(n^2))

    总结

    对于填的方案计数,如果相关元素不多,我们通常可以考虑 (i) 填在全局第 (j) 个的方案数,然后转移的时候乘上一个排列/组合数就好了。

    代码

    具体转移的细节在代码中,可以参考。

    #include <bits/stdc++.h>
    
    #define For(i, l, r) for (register int i = (l), i##end = (int)(r); i <= i##end; ++i)
    #define Fordown(i, r, l) for (register int i = (r), i##end = (int)(l); i >= i##end; --i)
    #define Rep(i, r) for (register int i = (0), i##end = (int)(r); i < i##end; ++i)
    #define Set(a, v) memset(a, v, sizeof(a))
    #define Cpy(a, b) memcpy(a, b, sizeof(a))
    #define debug(x) cout << #x << ": " << (x) << endl
    
    using namespace std;
    
    template<typename T> inline bool chkmin(T &a, T b) { return b < a ? a = b, 1 : 0; }
    template<typename T> inline bool chkmax(T &a, T b) { return b > a ? a = b, 1 : 0; }
    
    inline int read() {
    	int x(0), sgn(1); char ch(getchar());
    	for (; !isdigit(ch); ch = getchar()) if (ch == '-') sgn = -1;
    	for (; isdigit(ch); ch = getchar()) x = (x * 10) + (ch ^ 48);
    	return x * sgn;
    }
    
    void File() {
    #ifdef zjp_shadow
    	freopen ("2731.in", "r", stdin);
    	freopen ("2731.out", "w", stdout);
    #endif
    }
    
    const int N = 4e3 + 1e2, Mod = 1e9 + 7;
    
    namespace Computation {
    
    	inline int fpm(int x, int power) {
    		int res = 1;
    		for (; power; power >>= 1, x = 1ll * x * x % Mod)
    			if (power & 1) res = 1ll * res * x % Mod;
    		return res;
    	}
    
    	inline void add(int &x, int y) { if ((x += y) >= Mod) x -= Mod; }
    
    #define plus Plus
    	inline int plus(int x, int y) { return (x += y) >= Mod ? x - Mod : x; }
    
    	inline void sub(int &x, int y) { if ((x -= y) < 0) x += Mod; }
    
    	inline int dec(int x, int y) { return (x -= y) < 0 ? x + Mod : x; }
    
    	inline int mul(int x, int y) { return 1ll * x * y % Mod; }
    
    }
    
    using namespace Computation;
    
    int fac[N], ifac[N];
    
    void Math_Init(int maxn) {
    	fac[0] = ifac[0] = 1;
    	For (i, 1, maxn) fac[i] = mul(fac[i - 1], i);
    	ifac[maxn] = fpm(fac[maxn], Mod - 2);
    	Fordown (i, maxn - 1, 1) ifac[i] = mul(ifac[i + 1], i + 1);
    }
    
    inline int comb(int n, int m) {
    	if (n < 0 || m < 0 || n < m) return 0;
    	return mul(mul(fac[n], ifac[n - m]), ifac[m]);
    }
    
    inline int perm(int n, int m) {
    	if (n < 0 || m < 0 || n < m) return 0;
    	return mul(fac[n], ifac[n - m]);
    }
    
    char S[3][N];
    
    int n, f[N][N][2];
    
    void get_pre(int x) {
    	For (i, 1, n * 2) Rep (j, 2)
    		add(f[x][i][j], f[x][i - 1][j]);
    	//前缀和优化一维复杂度
    }
    
    int main () {
    
    	File();
    
    	n = read();
    	Rep (i, 3) scanf ("%s", S[i] + 1);
    
    	Math_Init(n * 2 + 10);
    
    	for (int i = 0; i <= 2; i += 2) For (j, 1, n) 
    		if (S[i][j] == 'x' && (S[i][j - 1] != 'o' || S[i][j + 1] != 'o'))
    			return puts("0"), 0;
    
    	int ans = 1, num = 0, tot = 0;
    	if (S[1][1] == 'x')
    		get_pre(f[1][1][0] = num = 1);
    
    	For (i, 2, n) {
    		int cur = (S[0][i] == 'x') + (S[2][i] == 'x');
    
    		if (S[1][i] == 'x') {
    
    			if (S[1][i - 1] == 'o') {
    				f[i][cur + 1][0] = fac[cur];
    				//横竖都可转移的时候,强制转移竖的
    				if (cur >= 1) f[i][1][1] = fac[cur];
    				if (cur >= 2) f[i][2][1] = 2;
    				get_pre(i); num = cur + 1; continue;
    			}
    
    			num += cur + 1;
    			For (j, 1, num) {
    				add(f[i][j][0], mul(f[i - 1][num][0], perm(j - 1, cur)));
    				//两个都是竖的,两个位置无先后要求,考虑当前上下插到中间前面的方案
    				add(f[i][j][0], mul(dec(f[i - 1][num][1], f[i - 1][max(0, j - (cur + 1))][1]), perm(j - 1, cur)));
    				//这个竖,上个横,那么这个中间位要比上一列中间位先填
    				For (k, 1, cur) if (j + k <= num)
    					add(f[i][j + k][1],
    							mul(mul(fac[cur], comb(j + k - 1, k - 1)),
    								//上下在中间位之前出现的方案数 与 上下互换的方案
    								mul(comb(max(0, num - j - k), cur + 1 - k), f[i - 1][j][0])));
    								//上下在中间位之后出现的方案数 以及
    				//强制横的先出现,竖的出现在 0 那里统计
    			}
    			get_pre(i);
    		} else {
    			if (S[1][i - 1] == 'x')
    				ans = mul(mul(ans, plus(f[i - 1][num][0], f[i - 1][num][1])), comb(tot += num, num));
    				//把当前联通块塞到前面的方案数
    			ans = mul(ans, perm(tot += cur, cur));
    			//注意对于联通块首的上下位的方案数要单独计算
    		}
    
    	}
    
    	if (S[1][n] == 'x')
    		ans = mul(ans, mul(f[n][num][0], comb(tot += num, num)));
    	//最后一个联通块可能没有统计,要统计上
    	
    	printf ("%d
    ", ans);
    
    	return 0;
    
    }
    
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