期望$DP$ 方法总结

Posted guessycb

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了期望$DP$ 方法总结相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

期望\\(DP\\) 方法总结

这个题目太大了,变化也层出不穷,这里只是我的一点心得,不定期更新!

1. 递推式问题

对于无穷进行的操作期望步数问题,一般可用递推式解决。
对于一个问题\\(ans[x]\\)
我们可以考虑建立逻辑转移
\\[ans[now] = Merge(\\ \\ Function(ans[now])\\ ,\\ Function(ans[other])\\ \\ )\\]
那么我们进行移项后,
\\[ans[now]\\ Delete\\ Function(ans[now])\\ \\ =\\ \\ Function(ans[other])\\]
此时,分离了\\(ans[now]\\)\\(ans[other]\\), 那么就构成了递推关系
.
然后,对于递推式,巧用 顺序枚举 与 倒序枚举, 来防止除0、溢出等问题。
比较经典的就是POJ 2096 Collecting Bugs,它的原递推式:
\\(f[i][j]*(sn-ij) = Function(f[i-1][j]\\ ,\\ f[i][j-1]\\ ,\\ f[i-1][j-1])\\)
我们目标状态为\\(f[s][n]\\),那么当\\(i=s\\)\\(j=n\\)时就会出现除0的情况。
一个比较巧妙的处理,改变状态含义,把它变为倒序处理:
\\(f[i][j]*(ns-ij) = Function(f[i+1][j]\\ ,\\ f[i][j+1]\\ ,\\ f[i+1][j+1])\\)
然后\\(f[s][n]=0\\),目标状态变为\\(f[0][0]\\)从而避免了除0的问题。
.
例题:[SHOI2002]百事世界杯之旅POJ2096 Collecting Bugs

2. 错位相减

注意式子的特性,观察特定情况下是否可以直接算或者错位相减。
注意式子的次数是否等差,当下表值达到一定程度时是否存在特殊计算方法。
例如:
\\(f[i]=f[i-1]p_b+p_a(f[i-1]+1)p_b+{p_a}^2(f[i-1]+2)p_b+....\\)
那么有\\(p_af[i] = p_afp_b + {p_a}^2(f[i-1]+1)p_b + {p_a}^3(f[i-1]+2)p_b+...\\)
然后错位相减可得:
\\((1-p_a)f[i] = p_b(f[i-1] + p_a + {p_a}^2 + {p_a}^3 + ....)\\)
此时出现了等比数列,套等比数列求和即可。
一般错位相减后 各种数学公式套一波 就可以把无限变为有限 。
例题:CF908D Arbitrary Arrangement

3. 高斯消元

这个真的是套路了,大家应该都会。
对于一个\\(DP\\)方程式,
若所有的转移方程式都形如\\(f(x) = Function_{i=1}^n f(i)\\)
那么直接移项,然后把每一个转移方程式当作一个方程,高斯消元即可。
例题:[HNOI2013]游走[HNOI2011]XOR和路径

4. 步骤移动转移

当直接用所需状态设不出方程式的时候,考虑从当前状态移动一步的条件与概率
那么状态变为\\(f[移动步数]\\)
转移为\\(f[step] ==(Function)==> f[step+1]\\)
以这个角度思考,很有可能会出现递推式,然后套用上面所说就可解出最终答案。
例题:[六省联考2017]分手是祝愿

5. 整数期望公式

我们设答案(整数)为\\(x\\),期望答案为\\(E(x)\\)\\(P(x \\ge i)\\)表示答案大于等于\\(i\\)的概率,那么有:
\\[E(x) = \\sum_{i = 1}^∞ P(x \\ge i)\\]
我们同时有:\\(P(i \\leq x-1) + P(i \\ge x) = 1\\)
第一个公式中的无限看起来很吓人,但根据实际意义可以变为有限(答案不可能大于最大上限)。
用这个公式可以将求解答案变为求解后缀和或者求解前缀和
那么就改变了\\(DP\\)目标,有时候就可以帮助我们设计出可以转移的状态,最后套公式得解即可。
例题:Luogu P3600 随机数生成器 (难度较大强行插入大佬的题解:戳我1戳我2)

以上是关于期望$DP$ 方法总结的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

概率dp总结 正在更新

概率DP入门总结 16题(转)

概率期望问题总结

概率期望问题总结

概率期望问题总结

概率期望问题总结