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VK Cup 2022 F. Bracket Insertion

时间:2023-01-19 13:44:39浏览次数:51  
标签:前缀 int VK 括号 ge Bracket Insertion 2i mod

有一个初始为空的括号序列,依次执行 \(n(n\le 500)\) 次操作,每次有 \(p\) 的概率选取 (),\(1-p\) 的概率选取 )(,随机插入首部、尾部、中间的空隙(也就是从 \(2i-1\) 个位置中随机选取一个插入,其中 \(i\) 为操作序号)。问最后的序列为合法括号序列的概率。

与合法括号序列相关的有效联想

  1. 括号树
  2. 扫描+维护栈
  3. 区间 DP
  4. 01 替换;±1 替换,变成所有前缀和非负
    ...

在本题中,区间 DP 明显不可行,第二条的连续性不符合,括号树经过尝试难以进行,因此只能 ±1 替换,变成所有前缀和 \(\ge 0\)。

发现子问题

子问题的形式通常由问题自带的特征勾勒。括号序列的特征是括号对,我们着眼于最近的一对——当前第一个字符及其匹配括号(同时加入的那个)。

分界点的存在往往将问题分割成内、外(或左、中、右等),子问题往往是其中的一个或多个。在本题中,如果大问题是整个括号序列的所有前缀和 \(\ge 0\),那么在上述两个括号之间夹着的部分,就应该满足其所有前缀和 \(\ge 1\)(当这对括号是 )( 时)或 \(\ge -1\)(当这对括号是 () 时),而由于当前第一个字符到其匹配括号的这一段前缀和必然是 0,因而右侧的部分只需同样满足 \(\ge 0\)。

至此子问题的参数已基本勾勒成形,设 \(f(i,s)\) 表示按照题意构成含 \(i\) 对括号的序列,其各个前缀和都 \(\ge s\) 的概率是多少。其中 \(s>0\) 是永远无法满足的,值为 0;\(s=0\) 就是我们终状态要的 \(f(n,0)\);而 \(-n\le s\le 0\) 是我们 DP 递推的部分;\(f(i,-n-1)=1,f(0,s\le 0)=1\)。

转移时枚举两者中间包含的括号对数量 \(k\),当 )( 时分成 \(f(k,s+1),f(n-k-1,s)\) 两个子问题,当 () 时分成 \(f(k,s-1),f(n-k-1,s)\) 两个子问题。值得注意的是,还要乘上中间恰夹着 \(k\) 对括号的前提概率,为此我们不得不设置一个辅助数组 \(g(i,k)\)。

依题意得 \(g(i,k)\cdot \frac{2i-2k-1}{2i+1}\to g(i+1,k)\),\(g(i,k)\cdot \frac{2k+1}{2i+1}\to g(i+1,k+1)\),\(g(i,k)\cdot \frac{1}{2i+1}\to g(i+1,0)\)。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=505,mod=998244353;
int n,qq,p,inv[N*2],f[N][N+3],g[N][N];
inline void add(int &x,int y){(x+=y)>=mod&&(x-=mod);}
inline int qp(int a,int b){
	int c=1;
	for(;b;b>>=1,a=1ll*a*a%mod)if(b&1)c=1ll*c*a%mod;
	return c;
}
int main(){
	cin>>n>>qq;
	p=qq*796898467ll%mod;
	inv[0]=1; for(int i=1;i<=2*n+1;i++)inv[i]=qp(i,mod-2);
	g[1][0]=1;
	for(int i=1;i<n;i++)for(int k=0;k<n;k++){
		add(g[i+1][k],1ll*g[i][k]*(2*i-2*k-1)%mod*inv[2*i+1]%mod);
		add(g[i+1][k+1],1ll*g[i][k]*(2*k+1)%mod*inv[2*i+1]%mod);
		add(g[i+1][0],1ll*g[i][k]*inv[2*i+1]%mod);
	}
	for(int s=-n;s<=0;s++)f[0][s+N]=1;
	for(int i=0;i<=n;i++)f[i][-n-1+N]=1;
	for(int i=1;i<=n;i++)for(int s=-n;s<=0;s++){
		for(int k=0;k<i;k++)
			add(f[i][s+N],1ll*g[i][k]*f[i-k-1][s+N]%mod*(f[k][s+1+N]*(mod+1ll-p)%mod+1ll*f[k][s-1+N]*p%mod)%mod);
	}
	cout<<f[n][N];
}

标签:前缀,int,VK,括号,ge,Bracket,Insertion,2i,mod
From: https://www.cnblogs.com/impyl/p/17061357.html

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