Codeforces 935D Fafa and Ancient Alphabet
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题意
给定两个\(n\)位的\(m\)进制数\(s1,s2\),所有出现的\(0\)均可等概率地被其他数字替换,求\(s1\gt s2\)的概率。
思路
从高位到低位,根据每一位上相应的\(0\)的个数进行 分类讨论。
计算每一位的时候加上这样一部分答案:比到该位恰能比出大小的情况数。
恰能比出大小意味着:高位全部相同,该位\(s1\gt s2\),低位随便怎么取。
因此,需对两个数目进行记录:1. 前面有多少位是两者皆0;2. 后面还有多少个0没有确定。
另:\(x\)关于\(mod\)的乘法逆元为\(x^{(mod-2)}\),由费马小定理易得。
注意:要对\(m\)的幂次进行预处理。
Code
#include <bits/stdc++.h>
#define maxn 100010
#define F(i, a, b) for (int i = (a); i < (b); ++i)
#define F2(i, a, b) for (int i = (a); i <= (b); ++i)
#define dF(i, a, b) for (int i = (a); i > (b); --i)
#define dF2(i, a, b) for (int i = (a); i >= (b); --i)
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL mod = 1e9+7;
int a[maxn], b[maxn];
LL rec[maxn*2];
LL poww(LL a, LL b) {
LL ret = 1;
while (b) {
if (b&1) (ret *= a) %= mod;
(a *= a) %= mod;
b >>= 1;
}
return ret;
}
LL f(LL p, LL q) {
return p * poww(q, mod-2) % mod;
}
LL GCD(LL a, LL b) { return b ? GCD(b, a%b) : a; }
int main() {
int n, m;
scanf("%d%d", &n, &m);
LL NUM = (1LL*m*m%mod-m+mod)%mod * poww(2, mod-2) % mod;
int tot=0;
F(i, 0, n) { scanf("%d", &a[i]); if (!a[i]) ++tot; }
F(i, 0, n) { scanf("%d", &b[i]); if (!b[i]) ++tot; }
rec[0] = 1;
F2(i, 1, tot) rec[i] = rec[i-1]*m%mod;
LL q = poww(m, tot), p=0;
int cnt=0, prev=0;
F(i, 0, n) {
if (a[i]&&b[i]) {
if (a[i]>b[i]) (p += rec[cnt+tot-prev]) %= mod;
if (a[i]!=b[i]) { printf("%I64d\n", f(p, q)); return 0; }
}
else if (!a[i] && !b[i]) {
prev += 2;
(p += (rec[cnt+tot-prev] * NUM % mod)) %= mod;
++cnt;
}
else {
++prev;
if (a[i]) (p += rec[cnt+tot-prev] * (a[i]-1) % mod) %= mod;
else (p += (rec[cnt+tot-prev] * (m-b[i]) % mod)) %= mod;
}
}
LL gcd = GCD(p, q);
p /= gcd, q /= gcd;
printf("%I64d\n", f(p, q));
return 0;
}