博弈论相关知识及其应用
组合游戏 Nim游& …
May all the beauty be blessed.
题目地址:洛谷:【P2148】[SDOI2009]E&D – 洛谷、BZOJ:Problem 1228. — [SDOI2009]E&D
小E 与小W 进行一项名为“E&D”游戏。
游戏的规则如下: 桌子上有2n 堆石子,编号为1..2n。其中,为了方便起见,我们将第2k-1 堆与第2k 堆 (1 ≤ k ≤ n)视为同一组。第i堆的石子个数用一个正整数Si表示。 一次分割操作指的是,从桌子上任取一堆石子,将其移走。然后分割它同一组的另一堆 石子,从中取出若干个石子放在被移走的位置,组成新的一堆。操作完成后,所有堆的石子 数必须保证大于0。显然,被分割的一堆的石子数至少要为2。 两个人轮流进行分割操作。如果轮到某人进行操作时,所有堆的石子数均为1,则此时 没有石子可以操作,判此人输掉比赛。
小E 进行第一次分割。他想知道,是否存在某种策 略使得他一定能战胜小W。因此,他求助于小F,也就是你,请你告诉他是否存在必胜策略。 例如,假设初始时桌子上有4 堆石子,数量分别为1,2,3,1。小E可以选择移走第1堆, 然后将第2堆分割(只能分出1 个石子)。接下来,小W 只能选择移走第4 堆,然后将第3 堆分割为1 和2。最后轮到小E,他只能移走后两堆中数量为1 的一堆,将另一堆分割为1 和1。这样,轮到小W 时,所有堆的数量均为1,则他输掉了比赛。故小E 存在必胜策略。
有一个游戏,给偶数堆石子,两个相邻石子为一组,游戏的每次操作要选出一组,将其中一堆石子移走并将另外一堆分成两堆作为新的一组石子。当一方无法进行操作的时候即输,求是否存在先手必胜策略。
输入格式:
第一行是一个正整数T(T ≤ 20),表示测试数据数量。接下来有T组 数据。 对于每组数据,第一行是一个正整数N,表示桌子上共有N堆石子。其中,输入数据保 证N是偶数。 第二行有N个正整数S1..SN,分别表示每一堆的石子数。
输出格式:
包含T 行。对于每组数据,如果小E 必胜,则输出一行”YES”,否则 输出”NO”。
输入样例#1:
2 4 1 2 3 1 6 1 1 1 1 1 1
输出样例#1:
YES NO
【数据规模和约定】
对于20%的数据,N = 2;
对于另外20%的数据,N ≤ 4,Si ≤ 50;
对于100%的数据,N ≤ 2×10^4 ,Si ≤ 2×10^9 。
参考资料:bzoj1228 [SDOI2009]E&D(博弈【规律) – CSDN博客
这里可以将一组石子视为一个独立的Nim游戏,根据SG定理,所有组的SG值异或和非0即为先手必胜,反之为先手必败。
一组石子的SG如何来求,我们当然可以采用爆搜,但是时间不允许。然后我们可以打个表,设SG(x, y)为一组的状态为(x, y)时的SG值,发现SG值有以下规律:
SG(x, y) = \begin{cases} 0, & x, y都是奇数 \\ SG(\lceil \frac{x}{2} \rceil, \lceil \frac{y}{2} \rceil) + 1, & x, y至少有一个是偶数 \end{cases}
于是现在这个搜索的复杂度就变成了O(\log n)的了,现在我们有了一个O(n \log n)的优秀做法。
关于这张表长什么样子,可以看参考资料那位同学的博文。
// Code by KSkun, 2018/5
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cstring>
typedef long long LL;
inline char fgc() {
static char buf[100000], *p1 = buf, *p2 = buf;
return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin), p1 == p2) ? EOF : *p1++;
}
inline LL readint() {
register LL res = 0, neg = 1;
register char c = fgc();
while(!isdigit(c)) {
if(c == '-') neg = -1;
c = fgc();
}
while(isdigit(c)) {
res = (res << 1) + (res << 3) + c - '0';
c = fgc();
}
return res * neg;
}
int T, n, x, y;
inline int sg(int x, int y) {
if((x & 1) && (y & 1)) return 0;
else if(!(x & 1) && !(y & 1)) return sg(x >> 1, y >> 1) + 1;
else if(x & 1) return sg((x + 1) >> 1, y >> 1) + 1;
else return sg(x >> 1, (y + 1) >> 1) + 1;
}
int main() {
T = readint();
while(T--) {
int res = 0;
n = readint() >> 1;
for(int i = 1; i <= n; i++) {
x = readint(); y = readint();
res ^= sg(x, y);
}
if(res) puts("YES"); else puts("NO");
}
return 0;
}
题目地址:洛谷:【P3157】[CQOI2011]动态逆序对 – 洛谷、BZOJ:Problem 3295. — [Cqoi2011]动态逆序对
对于序列A,它的逆序对数定义为满足i<j,且Ai>Aj的数对(i,j)的个数。给1到n的一个排列,按照某种顺序依次删除m个元素,你的任务是在每次删除一个元素之前统计整个序列的逆序对数。
输入格式:
输入第一行包含两个整数n和m,即初始元素的个数和删除的元素个数。以下n行每行包含一个1到n之间的正整数,即初始排列。以下m行每行一个正整数,依次为每次删除的元素。
输出格式:
输出包含m行,依次为删除每个元素之前,逆序对的个数。
输入样例#1:
5 4 1 5 3 4 2 5 1 4 2
输出样例#1:
5 2 2 1
N<=100000 M<=50000
考虑倒着插回去,插一个计算一次答案。关键在于,如果我们直接用主席树写这个,插回去的复杂度是O(n \log n)的,因为要对插入位置及以后的每个点更新信息。我们套一个BIT上去,令BIT的每个节点的权值线段树维护该节点覆盖范围内的数值分布情况。这样,每次插入在BIT上影响到的点是O(\log n)级别的,也就是说,总复杂度降为了O(\log^2 n)。
由于我们不可能真的每个点开一棵线段树,空间O(n^2)不可接受,就需要用到动态开点和垃圾回收的手段来优化空间使用。优化后的空间是O(n \log^2 n)的。
还没学。
// Code by KSkun, 2018/5
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cstring>
#include <algorithm>
typedef long long LL;
inline char fgc() {
static char buf[100000], *p1 = buf, *p2 = buf;
return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin), p1 == p2)
? EOF : *p1++;
}
inline LL readint() {
register LL res = 0, neg = 1;
register char c = fgc();
while(!isdigit(c)) {
if(c == '-') neg = -1;
c = fgc();
}
while(isdigit(c)) {
res = (res << 1) + (res << 3) + c - '0';
c = fgc();
}
return res * neg;
}
const int MAXN = 100005;
int n, m;
struct Node {
int lch, rch, cnt;
} tr[MAXN * 90];
int rt[MAXN], tot;
int sta[MAXN * 90], stop;
inline void delnode(int p) {
if(!p) return;
sta[stop++] = p;
}
inline int newnode() {
if(!stop) return ++tot;
int p = sta[--stop];
memset(tr + p, 0, sizeof(Node));
return p;
}
inline void insert(int &o, int l, int r, int x) {
int p = newnode(); tr[p] = tr[o]; delnode(o); o = p;
tr[p].cnt++;
if(l == r) return;
int mid = (l + r) >> 1;
if(x <= mid) insert(tr[o].lch, l, mid, x);
else insert(tr[o].rch, mid + 1, r, x);
}
inline int querylar(int o, int l, int r, int x) {
if(l == r) return 0;
int mid = (l + r) >> 1;
if(x <= mid) return tr[tr[o].rch].cnt + querylar(tr[o].lch, l, mid, x);
else return querylar(tr[o].rch, mid + 1, r, x);
}
inline int querysma(int o, int l, int r, int x) {
if(l == r) return 0;
int mid = (l + r) >> 1;
if(x <= mid) return querysma(tr[o].lch, l, mid, x);
else return tr[tr[o].lch].cnt + querysma(tr[o].rch, mid + 1, r, x);
}
inline int lowbit(int x) {
return x & -x;
}
inline void add(int x, int v) {
for(int i = x; i <= n; i += lowbit(i)) {
insert(rt[i], 1, n, v);
}
}
inline int query(int x, int v) {
int res = 0;
for(int i = x; i; i -= lowbit(i)) res += querylar(rt[i], 1, n, v);
for(int i = n; i; i -= lowbit(i)) res += querysma(rt[i], 1, n, v);
for(int i = x; i; i -= lowbit(i)) res -= querysma(rt[i], 1, n, v);
return res;
}
int a[MAXN], del[MAXN], idx[MAXN];
LL anss[MAXN];
bool isdel[MAXN];
int main() {
n = readint(); m = readint();
for(int i = 1; i <= n; i++) {
a[i] = readint();
idx[a[i]] = i;
}
for(int i = m; i; i--) {
del[i] = readint();
isdel[del[i]] = true;
}
LL ans = 0;
for(int i = 1; i <= n; i++) {
if(!isdel[a[i]]) {
add(i, a[i]);
ans += query(i, a[i]);
}
}
for(int i = 1; i <= m; i++) {
add(idx[del[i]], del[i]);
ans += query(idx[del[i]], del[i]);
anss[m - i + 1] = ans;
}
for(int i = 1; i <= m; i++) {
printf("%lld\n", anss[i]);
}
return 0;
}
题目地址:洛谷:暂无、BZOJ:Problem 4710. — [Jsoi2011]分特产
JYY 带队参加了若干场ACM/ICPC 比赛,带回了许多土特产,要分给实验室的同学们。JYY 想知道,把这些特产分给N 个同学,一共有多少种不同的分法?当然,JYY 不希望任何一个同学因为没有拿到特产而感到失落,所以每个同学都必须至少分得一个特产。
例如,JYY 带来了2 袋麻花和1 袋包子,分给A 和B 两位同学,那么共有4 种不同的分配方法:
A:麻花,B:麻花、包子
A:麻花、麻花,B:包子
A:包子,B:麻花、麻花
A:麻花、包子,B:麻花
有N个同学M种物品,每个物品有有限个,求每个同学都分到至少一个物品的方案数。
输入格式:
输入数据第一行是同学的数量N 和特产的数量M。
第二行包含M 个整数,表示每一种特产的数量。
N, M 不超过1000,每一种特产的数量不超过1000
输出格式:
输出一行,不同分配方案的总数。由于输出结果可能非常巨大,你只需要输出最终结果MOD 1,000,000,007 的数值就可以了。
输入样例#1:
5 4 1 3 3 5
输出样例#1:
384835
首先我们会发现对于每个特产分开插板处理即可。插板解决一个可空分配方案数的答案是\mathrm{C}_{n+m-1}^{m-1}。
考虑一个常规的容斥思路,即:
答案=至少0人没分到特产的方案数-至少1人没分到特产的方案数+至少2人没分到特产的方案数-……
为了保证“至少”,我们要钦定一些人不被分到,然后按照上面类似的插板思路分配剩下的人。因此最后的答案是
\sum_{i=0}^n \left[ (-1)^i \mathrm{C}_n^i \prod_{j=1}^m \mathrm{C}_{n+a_j-i-1}^{n-i-1} \right]
// Code by KSkun, 2018/5
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <algorithm>
typedef long long LL;
inline char fgc() {
static char buf[100000], *p1 = buf, *p2 = buf;
return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin), p1 == p2) ? EOF : *p1++;
}
inline LL readint() {
register LL res = 0, neg = 1;
register char c = fgc();
while(!isdigit(c)) {
if(c == '-') neg = -1;
c = fgc();
}
while(isdigit(c)) {
res = (res << 1) + (res << 3) + c - '0';
c = fgc();
}
return res * neg;
}
const int MAXN = 2005, MO = 1e9 + 7;
int n, m;
LL num[MAXN];
LL C[MAXN][MAXN];
inline void calc() {
C[0][0] = 1;
for(int i = 1; i < MAXN; i++) {
C[i][0] = 1;
for(int j = 1; j <= i; j++) {
C[i][j] = (C[i - 1][j - 1] + C[i - 1][j]) % MO;
}
}
}
int main() {
calc();
n = readint(); m = readint();
for(int i = 1; i <= m; i++) {
num[i] = readint();
}
LL ans = 0, t = -1;
for(int i = 0; i <= n; i++) {
t *= -1;
LL res = 1;
for(int j = 1; j <= m; j++) {
res = res * C[n + num[j] - i - 1][n - i - 1] % MO;
}
ans = (ans + t * C[n][i] * res % MO) % MO;
}
printf("%lld", (ans + MO) % MO);
return 0;
}