Codeforces 1810G - The Maximum Prefix(DP)

发布时间 2023-04-18 18:52:44作者: tzc_wk

挺小清新的一道计数题。

首先先分析下这个“最大前缀和”,按照最朴素的思路就是扫一遍每个前缀,然后记录一下当前的 \(sum\) 与前面的 \(mx\),但是如果你一直陷在这个思路上你就似了,因为按照这个思路做,你 DP 状态里需要记录 \(sum\)\(mx\) 两个维度,算上下标一维总共是 \(n^3\),并且没有任何办法省掉当中任何一个循环,所以哪怕解决 \(k=n\) 的问题都至少需要 \(O(n^3)\)

考虑换一个角度处理这个“最大前缀和”,我们倒着 DP,\(f_i\) 表示 \([i,n]\) 后缀的最大前缀和,显然 \(f_i=\max(f_{i+1}+a_i,0)\)。这样的好处一目了然:我们倒着 DP 的时候,只用记录一个维度也就是当前位置的 \(f_i\),于是 \(k=n\) 的情况就迎刃而解了:\(dp_{i,j}\) 表示考虑到 \(i\),目前 \(f_i=j\) 的概率。

但是还有一个问题,就是我们对 \(k=1,2,3,\cdots,n\) 求答案,相当于每次在末尾加一个数,这就导致我们 DP 状态不得不重新计算,而每次重新计算复杂度又变成了三方。这个 bug 的修补方法也比较 trivial,倒着 DP 行不通,我们就再改回正着 DP 呗。我们将 DP 状态改为:设 \(dp_{i,j}\) 表示当前在 \(i\),在已知 \(f_{i+1}=j\) 的情况,随机填 \([1,i]\) 的前缀,得分的期望值。考虑这样的转移:

  • 如果 \(j\ne 0\)
    • \(dp_{i,j}·a_{i+1}\to dp_{i+1,j-1}\)
    • \(dp_{i,j}·(1-a_{i+1})\to dp_{i+1,j+1}\)
  • 如果 \(j=0\)
    • \(dp_{i,j}·(1-a_{i+1})\to dp_{i+1,0}\)
    • \(dp_{i,j}·(1-a_{i+1})\to dp_{i+1,1}\)

初值 \(dp_{0,i}=h_i\),最终所求即为 \(dp_{i,0}\)

代码非常短:

const int MAXN=5000;
const int MOD=1e9+7;
int qpow(int x,int e){int ret=1;for(;e;e>>=1,x=1ll*x*x%MOD)if(e&1)ret=1ll*ret*x%MOD;return ret;}
int n,a[MAXN+5],dp[MAXN+5][MAXN+5];
void solve(){
	scanf("%d",&n);
	for(int i=0;i<=n;i++)for(int j=0;j<=n;j++)dp[i][j]=0;
	for(int i=1,x,y;i<=n;i++)scanf("%d%d",&x,&y),a[i]=1ll*x*qpow(y,MOD-2)%MOD; 
	for(int i=0;i<=n;i++)scanf("%d",&dp[0][i]);
	for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<=n;j++){
		if(j){
			dp[i+1][j-1]=(dp[i+1][j-1]+1ll*a[i+1]*dp[i][j])%MOD;
			if(j<n)dp[i+1][j+1]=(dp[i+1][j+1]+1ll*(1-a[i+1]+MOD)*dp[i][j]%MOD);
		}else{
			dp[i+1][0]=(dp[i+1][0]+1ll*(1-a[i+1]+MOD)*dp[i][j])%MOD;
			dp[i+1][1]=(dp[i+1][1]+1ll*(1-a[i+1]+MOD)*dp[i][j])%MOD;
		}
	}
	for(int i=1;i<=n;i++)printf("%d%c",dp[i][0]," \n"[i==n]);
}
int main(){
	int qu;scanf("%d",&qu);while(qu--)solve();
	return 0;
}