[SDOI2014]重建
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这题要用到的是矩阵-树定理。
对于有边权的图,其所有生成树边权积的和等于基尔霍夫矩阵的任意余子式\(M(i,i)\)的行列式。
其中,基尔霍夫矩阵\(C=D-A\).\(D\)为发出边权和矩阵,对于任意\(u \neq v\),有\(D(u,v) = 0\).\(A\)是邻接矩阵。
总而言之,矩阵-树定理能求出的是\(\sum\limits_{T} \prod\limits_{e \in T} p_e\).
回头看这道题,这道题让我们求的是\(\sum\limits_{T} [\prod\limits_{e \in T} p_e \prod\limits_{e \notin T}(1-p_e)]\).
所以我们对上式变形,化成能求的形式:
\[\begin{align*}
\sum\limits_{T} [\prod\limits_{e \in T} p_e \prod\limits_{e \notin T}(1-p_e)]
&= \sum\limits_{T} [\prod\limits_{e \in T} p_e \frac{\prod\limits_{e \in E} (1-p_e)}{\prod\limits_{e \in T} (1-p_e)}]\\
&= \prod\limits_{e \in E} (1-p_e) * \sum\limits_{T} \prod\limits_{e \in T} \frac{p_e}{1-p_e}
\end{align*}\]
因此我们将每一条边的边权改成\(\frac{p}{1-p}\),再构造基尔霍夫矩阵求解余子式的行列式就行了。
但是如果\(p=1\)或\(0\)怎么办?
这个我想了好一会儿都没出来,只能看题解了:因为题目说精度在\(10^{-4}\)就算对,所以对于上述情况,我们可以令\(p=1-eps\)和\(eps\)就行的通了!这个着实妙。
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
#define In inline
typedef double db;
const db eps = 1e-8;
const int maxn = 55;
int n;
db p[maxn][maxn];
In db Gauss(db f[][maxn], int n)
{
db ret = 1;
for(int i = 1; i <= n; ++i)
{
int pos = i;
for(int j = i + 1; j <= n; ++j)
if(fabs(f[j][i]) > fabs(f[pos][i])) pos = j;
if(pos != i) swap(f[pos], f[i]), ret = -ret;
if(fabs(f[i][i]) < eps) return 0;
for(int j = i + 1; j <= n; ++j)
{
db tp = f[j][i] / f[i][i];
for(int k = i; k <= n; ++k) f[j][k] -= tp * f[i][k];
}
ret *= f[i][i];
}
return ret;
}
int main()
{
scanf("%d", &n);
for(int i = 1; i <= n; ++i)
for(int j = 1; j <= n; ++j) scanf("%lf", &p[i][j]);
db sum = 1;
for(int i = 1; i <= n; ++i)
for(int j = 1; j <= n; ++j)
{
if(i == j) continue;
if(1 - p[i][j] < eps) p[i][j] = 1 - eps;
else if(p[i][j] < eps) p[i][j] = eps;
if(j > i) sum *= (1 - p[i][j]);
p[i][j] = -p[i][j] / (1 - p[i][j]);
}
for(int i = 1; i <= n; ++i)
for(int j = 1; j <= n; ++j) if(i ^ j) p[i][i] -= p[i][j];
printf("%.9lf\n", sum * Gauss(p, n - 1));
return 0;
}