BZOJ2553[BeiJing2011]禁忌 AC自动机+期望DP+矩阵乘法

Posted CQzhangyu

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BZOJ2553[BeiJing2011]禁忌 AC自动机+期望DP+矩阵乘法相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

【BZOJ2553】[BeiJing2011]禁忌

Description

       Magic Land上的人们总是提起那个传说:他们的祖先John在那个东方岛屿帮助Koishi与其姐姐Satori最终战平。而后,Koishi恢复了读心的能力……

如今,在John已经成为传说的时代,再次造访那座岛屿的人们却发现Koishi遇到了新麻烦。

       这次她遇到了Flandre Scarlet——她拥有可以使用禁忌魔法而不会受到伤害的能力。

       为了说明什么是禁忌魔法及其伤害,引入以下概念:

1.字母集A上的每个非空字符串对应了一个魔法。

其中A是包含了前alphabet个小写字母的集合。

2.有一个集合T,包含了N个字母集A上的字符串

T中的每一串称为一个禁忌串(Taboo string

3.一个魔法,或等价地,其对应的串s因为包含禁忌而对使用者造成的伤害按以下方式确定:

           把s分割成若干段,考虑其中是禁忌串的段的数目,不同的分割可能会有不同的数目,其最大值就是这个伤害。

由于拥有了读心的能力,Koishi总是随机地使用Flandre Scarlet的魔法,可以确定的是,她的魔法正好对应字母集A上所有长度为len的串

但是,Flandre Scarlet所使用的一些魔法是带有禁忌的,由于其自身特性,她可以使用禁忌魔法而不受到伤害,而Koishi就不同了。可怜的Koishi每一次使用对方的魔法都面临着受到禁忌伤害的威胁。

       你现在需要计算的是如果Koishi使用对方的每一个魔法的概率是均等的,那么每一次随机使用魔法所受到的禁忌伤害的期望值是多少。

Input

第一行包含三个正整数Nlenalphabet

接下来N行,每行包含一个串Ti,表示禁忌串。

Output

一个非负实数,表示所受到禁忌伤害的期望值。

Sample Input

2 4 2
aa
abb

Sample Output

0.75
【样例1解释】
一共有2^4 = 16种不同的魔法。
需要注意的是“aabb”的禁忌伤害是1而不是2。

HINT

100%的数据中N ≤ 5len ≤1091 ≤ alphabet ≤ 26

在所有数据中,有不少于40%的数据中:N = 1

数据保证每个串Ti的长度不超过15,并且不是空串。

数据保证每个Ti均仅含有前alphabet个小写字母。

数据保证集合T中没有相同的元素,即对任意不同的ij,有TiTj

题解:做完GT考试那道题在做这道题感觉就有思路了

直接建出Trie图,然后根据Trie图构造转移矩阵,具体方法:

(std)对于AC自动机的节点i的j号儿子指针,若j不是危险节点(危险节点:一个禁忌字符串的结尾),那么直接令转移矩阵的[i,j]=1/alphabet;若j是危险节点,则直接令[i,root]=1/alphabet(因为要求禁忌串不能重叠),然后需要记录它对答案的贡献,那么新建一个节点0,再令[i,0]=1/alphabet,[0,0]=1就好了

目标矩阵[1,1]=1,然后目标矩阵*=转移矩阵^len,答案就是目标矩阵的[1,0]

(my)谁能告诉我我这方法错在哪啊啊啊!!!

对于节点i,如果它本身是危险节点,那么[i,0]=0,然后[i,j]=1/alphabet(j是根节点的儿子);若不是,那么[i,j]=1/alphabet(j是i的儿子)

帮我看看代码吧~

std:

 

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
typedef long double ld;
int n,len,m,tot;
char str[20];
queue<int> q;
struct node
{
	int ch[26],fail,cnt;
}p[100];
typedef struct matrix
{
	ld v[100][100];
}M;
M x,ans,emp;
void build()
{
	q.push(1);
	int i,u;
	while(!q.empty())
	{
		u=q.front(),q.pop();
		for(i=0;i<m;i++)
		{
			if(u==1)
			{
				if(!p[u].ch[i])	p[u].ch[i]=1;
				else	p[p[u].ch[i]].fail=1,q.push(p[u].ch[i]);
				continue;
			}
			if(!p[u].ch[i])
			{
				p[u].ch[i]=p[p[u].fail].ch[i];
				continue;
			}
			q.push(p[u].ch[i]);
			p[p[u].ch[i]].fail=p[p[u].fail].ch[i];
			p[p[u].ch[i]].cnt|=p[p[p[u].fail].ch[i]].cnt;
		}
	}
}
M mmul(M a,M b)
{
	M c=emp;
	int i,j,k;
	for(i=0;i<=tot;i++)
		for(j=0;j<=tot;j++)
			for(k=0;k<=tot;k++)
				c.v[i][j]+=a.v[i][k]*b.v[k][j];
	return c;
}
void pm(int y)
{
	while(y)
	{
		if(y&1)	ans=mmul(ans,x);
		x=mmul(x,x),y>>=1;
	}
}
int main()
{
	scanf("%d%d%d",&n,&len,&m);
	int i,j,a,b,u;
	tot=1;
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		scanf("%s",str),a=strlen(str);
		u=1;
		for(j=0;j<a;j++)
		{
			b=str[j]-‘a‘;
			if(!p[u].ch[b])	p[u].ch[b]=++tot;
			u=p[u].ch[b];
		}
		p[u].cnt=1;
	}
	build();
	x.v[0][0]=1.0,ans.v[1][1]=1.0;
	for(i=1;i<=tot;i++)
	{
		for(j=0;j<m;j++)
			if(p[p[i].ch[j]].cnt)	x.v[i][0]+=(ld)1/m,x.v[i][1]+=(ld)1/m;
			else	x.v[i][p[i].ch[j]]+=(ld)1/m;
	}
	pm(len);
	printf("%.7f",(double)ans.v[1][0]);
	return 0;
}

 

my:(WA)

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
typedef long double ld;
int n,len,m,tot;
char str[20];
queue<int> q;
struct node
{
	int ch[26],fail,cnt;
}p[100];
typedef struct matrix
{
	ld v[100][100];
}M;
M x,ans,emp;
void build()
{
	q.push(1);
	int i,u;
	while(!q.empty())
	{
		u=q.front(),q.pop();
		for(i=0;i<m;i++)
		{
			if(u==1)
			{
				if(!p[u].ch[i])	p[u].ch[i]=1;
				else	p[p[u].ch[i]].fail=1,q.push(p[u].ch[i]);
				continue;
			}
			if(!p[u].ch[i])
			{
				p[u].ch[i]=p[p[u].fail].ch[i];
				continue;
			}
			q.push(p[u].ch[i]);
			p[p[u].ch[i]].fail=p[p[u].fail].ch[i];
			p[p[u].ch[i]].cnt|=p[p[p[u].fail].ch[i]].cnt;
		}
	}
}
M mmul(M a,M b)
{
	M c=emp;
	int i,j,k;
	for(i=0;i<=tot;i++)
		for(j=0;j<=tot;j++)
			for(k=0;k<=tot;k++)
				c.v[i][j]+=a.v[i][k]*b.v[k][j];
	return c;
}
void pm(int y)
{
	while(y)
	{
		if(y&1)	ans=mmul(ans,x);
		x=mmul(x,x),y>>=1;
	}
}
int main()
{
	scanf("%d%d%d",&n,&len,&m);
	int i,j,a,b,u;
	tot=1;
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		scanf("%s",str),a=strlen(str);
		u=1;
		for(j=0;j<a;j++)
		{
			b=str[j]-‘a‘;
			if(!p[u].ch[b])	p[u].ch[b]=++tot;
			u=p[u].ch[b];
		}
		p[u].cnt=1;
	}
	build();
	x.v[0][0]=1.0,ans.v[1][1]=1.0;
	for(i=1;i<=tot;i++)
	{
		if(p[i].cnt)
		{
			x.v[i][0]+=1.0;
			for(j=0;j<m;j++)	x.v[i][p[1].ch[j]]+=(ld)1/m;
		}
		else	for(j=0;j<m;j++)	x.v[i][p[i].ch[j]]+=(ld)1/m;
	}
	pm(len+1);
	printf("%.7f",(double)ans.v[1][0]);
	return 0;
}

以上是关于BZOJ2553[BeiJing2011]禁忌 AC自动机+期望DP+矩阵乘法的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

BZOJ2553[BeiJing2011]禁忌 AC自动机+期望DP+矩阵乘法

BZOJ 2553[BeiJing2011]禁忌 AC自动机+期望概率dp

bzoj2553 禁忌

AC自动机 + 矩阵优化 + 期望 --- [BJOI2011]禁忌

BZOJ 2462: [BeiJing2011]矩阵模板

bzoj2460 BeiJing2011—元素