题链:
http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=1444
题解.1:
概率dp,矩阵乘法,快速幂。
对所有串建立AC自动机,
那么如果在trie树的节点上转移到一个打了标记的节点,就意味着该标记对应的人取得胜利。
(由于题中明确说明串长相同,串又互不相同,所以即表明着建立AC自动机后整个trie树中只有n个打了标记的节点,同时不会存在某些节点无法转移的问题。)
然后建立trie.size×trie.size大小的转移矩阵trans,每个位置trans(i,j)表示i节点转移到j节点的概率:
初始矩阵:
if(trie.tag[i]) trans(i,i)=1;
else trans(i,trie.ch[i][c])+=p[c](枚举接下来的字符c)
此时这个矩阵的每个位置(i,j)就表明,从i走一步到j的概率。
然后将矩阵自乘很多次,就可以得到每个位置表示(i,j)从i走很多很多次后到j的概率。
那么答案就是trans(1,i).(i为打了tag标记的节点):表示从初始位置走了很多很多次后到了一个串结尾位置的概率。
由于数据小,同时矩阵转移了很多次,可以把矩阵里存的十分接近理论概率值的概率直接看成答案。
复杂度((nl)^3logP)(转移了P次矩阵,我定的是转移23336666233336666ll多次)
代码.1:
#include<bits/stdc++.h> #define MAXN 15 using namespace std; int N,M,L; int pos[MAXN]; double p[MAXN]; struct Matrix{ int r,c; double a[MAXN*MAXN][MAXN*MAXN]; void Reset(int _r,int _c){ r=_r; c=_c; memset(a,0,sizeof(a)); } void Identity(){ for(int i=1;i<=r;i++) a[i][i]=1; } Matrix operator * (const Matrix &rtm) const{ Matrix now; now.Reset(r,rtm.c); for(int i=1;i<=now.r;i++) for(int j=1;j<=now.c;j++) for(int k=1;k<=c;k++) now.a[i][j]+=a[i][k]*rtm.a[k][j]; return now; } Matrix operator ^ (long long b) const{ Matrix now,base; base=*this; now.Reset(r,c); now.Identity(); for(;b;base=base*base,b>>=1) if(b&1) now=now*base; return now; } }; struct Trie{ int size,p; int ch[MAXN*MAXN][MAXN],tag[MAXN*MAXN]; Trie():size(1){} void Insert(char *S){ static int cnt; p=1; for(int i=0;i<L;i++){ int c=S[i]-‘A‘; if(!ch[p][c]) ch[p][c]=++size; p=ch[p][c]; } tag[p]=1; pos[++cnt]=p; } }T; struct ACAM{ int fail[MAXN*MAXN]; void Build(){ static queue<int>Q; Q.push(1); fail[1]=0; while(!Q.empty()){ int u=Q.front(); Q.pop(); T.tag[u]|=T.tag[fail[u]]; for(int c=0;c<M;c++){ int k=fail[u]; if(!T.ch[u][c]){ T.ch[u][c]=k?T.ch[k][c]:1; continue; } while(k&&!T.ch[k][c]) k=fail[k]; fail[T.ch[u][c]]=k?T.ch[k][c]:1; Q.push(T.ch[u][c]); } } } }A; int main(){ Matrix trans; static char S[MAXN]; ios::sync_with_stdio(0); cin>>N>>L>>M; for(int i=0,a,b;i<M;i++) cin>>a>>b,p[i]=1.0*a/b; for(int i=1;i<=N;i++) cin>>S,T.Insert(S); A.Build(); trans.Reset(T.size,T.size); for(int i=1;i<=T.size;i++){ if(T.tag[i]) trans.a[i][i]=1; else for(int c=0;c<M;c++) trans.a[i][T.ch[i][c]]+=p[c]; } trans=trans^23336666233336666ll; cout<<fixed<<setprecision(2); for(int i=1;i<=N;i++) cout<<trans.a[1][pos[i]]<<endl; return 0; }
题解.2:
期望dp,高斯消元
对所有串建立AC自动机,那么问题就转变为类似 BZOJ_3143_[Hnoi2013]游走 这种题目。
令dp[i]表示经过trie树上的i号节点的期望次数,pro[j][i]表示从j点转移到i点的概率。
那么就可以列出如下转移方程:
$$dp[i]=\sum_{j->i}{dp[j]*pro[j][i]}$$
特别的:
1.当j为trie树是被打了个tag标记的节点时,则不能转移给其他节点
2.当i为1号节点时,要多加一个数值1表示刚开始就期望经过了一次。
上述式子的转移存在环,需要高斯消元。
因为到达了有tag标记的节点就结束游戏不再转移,所以期望到达所有tag节点的次数为1
也就是说,每个tag节点的期望就等于到达该节点对应的人胜利的概率。
复杂度O((nl)³)
代码.2:
#include<bits/stdc++.h> #define MAXN 15 using namespace std; const double eps=1e-8; int N,M,L,fail; int id[MAXN]; double a[MAXN*MAXN][MAXN*MAXN],g[MAXN],dp[MAXN*MAXN]; double *A[MAXN*MAXN]; int dcmp(double x){ if(fabs(x)<eps) return 0; return x>0?1:-1; } struct ACAM{ int size; int ch[MAXN*MAXN][MAXN],tag[MAXN*MAXN],fail[MAXN*MAXN]; ACAM():size(1){} void Insert(char *S){ static int p,cnt; p=1; bool fg=0; for(int i=0;i<L;i++){ int c=S[i]-‘A‘; if(!ch[p][c]) ch[p][c]=++size; p=ch[p][c]; } tag[p]=1; id[++cnt]=p; } void Build(){ static queue<int>Q; Q.push(1); fail[1]=0; while(!Q.empty()){ int u=Q.front(); Q.pop(); tag[u]|=tag[fail[u]]; for(int c=0;c<M;c++){ int k=fail[u]; if(!ch[u][c]){ ch[u][c]=k?ch[k][c]:1; continue; } while(k&&!ch[k][c]) k=fail[k]; fail[ch[u][c]]=k?ch[k][c]:1; Q.push(ch[u][c]); } } } }DS; void buildequation(){ for(int i=1;i<=DS.size;i++) if(!DS.tag[i]) for(int c=0;c<M;c++) a[DS.ch[i][c]][i]+=g[c]; for(int i=1;i<=DS.size;i++) a[i][i]+=-1; a[1][DS.size+1]+=-1; for(int i=1;i<=DS.size;i++) A[i]=a[i]; } void Gausselimination(int pos,int i){ if(pos==DS.size+1||i==DS.size+1) return; for(int j=pos;j<=DS.size;j++) if(dcmp(A[j][i])!=0){ swap(A[j],A[pos]); break; } if(dcmp(A[pos][i])!=0) for(int j=pos+1;j<=DS.size;j++){ double k=A[j][i]/A[pos][i]; for(int l=i;l<=DS.size+1;l++) A[j][l]-=k*A[pos][l]; } Gausselimination(pos+(dcmp(A[pos][i])!=0),i+1); if(dcmp(A[pos][i])!=0){ for(int l=i+1;l<=DS.size;l++) dp[i]+=A[pos][l]*dp[l]; dp[i]=A[pos][DS.size+1]-dp[i]; dp[i]=dp[i]/A[pos][i]; } } int main(){ static char S[15]; ios::sync_with_stdio(0); cin>>N>>L>>M; for(int i=0,P,Q;i<M;i++) cin>>P>>Q,g[i]=1.0*P/Q; for(int i=1;i<=N;i++) cin>>S,DS.Insert(S); DS.Build(); buildequation(); Gausselimination(1,1); cout<<fixed<<setprecision(2); for(int i=1;i<=N;i++) cout<<fabs(dp[id[i]])<<endl; return 0; }