【bzoj3270】博物馆

同样是高斯消元,我写的版本就受到了歧视

我怎么又犯把 $j$ 打成 $i$ 这种 $sb$ 错误


题意

一张无向图,两个人分别从 $s_1$ 号点和 $s2$ 号点开始,每轮两人都会同时进行一次以下操作:有 $p_i$ 的概率留在原地,剩下的 $1-p_i$ 的概率等概率随机选择一条出边走到连向的点。问两人在每个点相遇的概率(边上不相遇)。

$n\le 20$

题解

首先得知道,这种题的概率就是期望,因为在点 $i$ 相遇($1\le i\le n$)的期望和是 $1$,总概率也是 $1$。

期望和概率的一个重要差别就是期望可以不在 $[0,1]$ 范围内,之后转化的时候记住了。

 

这种题都有一种特性,就是感觉可以拓扑排序 $dp$。

但拓扑排序只适用于 $DAG$(有向无环图),对于有环图(包括无向图),没法确定 $dp$ 转移顺序。

好了,现在我们降低自己的智商,回到小学状态,想想在小学时你怎么做这种难题

如果你学过小学奥数(没学过也无所谓吧),应该能想到列方程。

那方程是什么?就是我们的 $dp$ 式子,因为我们只是不确定转移顺序,但式子肯定是对的。

众所周知,方程是互相之间都有约束性的,解必须同时满足所有方程,所以可以解决没法确定转移顺序的情况。

所以这是高斯消元入门题。

 

由于 $n\le 20$,时间空间都随便用,先不用管会不会爆。

考虑正常 $dp$,设 $f(i,j)$ 表示两人分别在点 $i,j$ 的概率。

那 $f(i,j)$ 可以从它自己所有直接相连的点转移过来。

我们再枚举哪个点转 $x$ 移到点 $i$,哪个点 $y$ 转移到点 $j$。

分类讨论,

当 $i=x,\space j=y$ 时,从 $f(x,y)$ 转移到 $f(i,j)$ 的概率是 $p_x\times p_y$;

当 $i=x,\space j≠y$ 时,从 $f(x,y)$ 转移到 $f(i,j)$ 的概率是 $p_x\times (1-p_y)/du_y$;

当 $i≠x,\space j=y$ 时,从 $f(x,y)$ 转移到 $f(i,j)$ 的概率是 $(1-p_x)\times p_y/du_x$;

当 $i≠x,\space j≠y$ 时,从 $f(x,y)$ 转移到 $f(i,j)$ 的概率是 $(1-p_x)\times (1-p_y)/du_x/du_y$;

其中 $du_x$ 表示点 $x$ 的度(就是有多少个点与它直接相连),注意点 $x$ 自己不算。

我们把所有的 $f(i,j)\space |\space 1\le i\le n,\space 1\le j\le n$ 都看作一个未知数,这样方程组共有 $n^2$ 个未知数,并且我们知道一个未知数表示的二元组(就是两人的位置)到另一个未知数表示的二元组的概率,也就是转移系数(其实就是系数,比如状态 $A$ 有 $k$ 的概率转移到 $B$,方程中就是 $B=kA$)是多少,这样就可以把所有转移系数列成矩阵,解方程组了。

 

一行方程大概长这样(区分了一下 $i,x$ 和 $j,y$) $$f(i,j) \space =\space f(i,j)\times ... + f(i,y)\times ... + f(x,j)\times ... + f(x,y)\times ...$$

把等号左边的 $f(i,j)$ 移到右边得到 $$0 \space =\space f(i,j)\times ... + f(i,y)\times ... + f(x,j)\times ... + f(x,y)\times ... - f(i,j)$$

也就是对于转移到的状态 $f(i,j)$,它对应的那行方程 等号右边的 $f(i,j)$ 那项的系数先减 $1$。

这个移项处理是高斯消元的终点,把未知数统一移到一边,常数统一移到另一边,省得再判等号两边的未知数。

 

起点作为被转移项时,其方程的等号左边是 $-1$,因为两人一开始就都在起点,所以已经期望有 $1$ 次到达这种状态,等号右边(所有未知数那边)就加了 $1$,移项到另一边就变成减 $1$。

 

再注意一点,两人终止的状态不再往其它状态转移,即两人的转移来源点 $x$ 和 $y$ 不能相等。

 

  1 #include<bits/stdc++.h>
  2 #define rep(i,x,y) for(int i=x;i<=y;++i)
  3 #define dwn(i,x,y) for(int i=x;i>=y;--i)
  4 #define rep_e(i,u) for(int i=hd[u];i;i=e[i].nxt)
  5 #define ll long long
  6 #define N 22
  7 #define eps 1e-7
  8 using namespace std;
  9 inline int read(){
 10     int x=0; bool f=1; char c=getchar();
 11     for(;!isdigit(c);c=getchar()) if(c=='-') f=0;
 12     for(; isdigit(c);c=getchar()) x=(x<<3)+(x<<1)+(c^'0');
 13     if(f) return x;
 14     return 0-x;
 15 }
 16 int n,m,a,b;
 17 double p[N],dp[N*N][N*N],ans[N*N];
 18 struct edge{int v,nxt;}e[(N*N)<<1];
 19 int hd[N],cnt,du[N];
 20 inline void add(int u,int v){e[++cnt]=(edge){v,hd[u]}, hd[u]=cnt;}
 21 inline int getCnt(int x,int y){return (x-1)*n+y;}
 22 bool Gauss(int n){
 23     rep(i,1,n){
 24         int r;
 25         //cout<<"wow:"<<i<<endl; 
 26         for(r=i; r<=n && fabs(dp[i][r])<eps; ++r);
 27         
 28         if(fabs(dp[i][r])<eps) return 0;
 29         /*
 30             rep(i,1,n){
 31                 rep(j,1,n+1) cout<<dp[i][j]<<' ';
 32                 cout<<endl;
 33             }*/
 34         if(i^r) swap(dp[i],dp[r]);
 35         /*
 36             rep(i,1,n){
 37                 rep(j,1,n+1) cout<<dp[i][j]<<' ';
 38                 cout<<endl;
 39             }*/
 40         double div=dp[i][i];
 41         //cout<<div<<endl;
 42         rep(j,i,n+1) dp[i][j]/=div;
 43         rep(j,i+1,n){
 44             div=dp[j][i];
 45             rep(k,i,n+1)
 46                 dp[j][k]-=dp[i][k]*div;
 47         }
 48     }
 49     /*
 50             rep(i,1,n){
 51                 rep(j,1,n+1) cout<<dp[i][j]<<' ';
 52                 cout<<endl;
 53             }*/
 54     ans[n]=dp[n][n+1];
 55     dwn(i,n-1,1){
 56         ans[i]=dp[i][n+1];
 57         rep(j,i+1,n) ans[i]-=ans[j]*dp[i][j];
 58     }
 59     /*
 60     rep(i,1,n){
 61         ans[i]=dp[fd][n+1]/dp[fd][fd];
 62     }*/ 
 63     return 1;
 64 }
 65 int main(){
 66     n=read(),m=read(),a=read(),b=read();
 67     int u,v,all=n*n;
 68     rep(i,1,n) add(i,i);
 69     rep(i,1,m)
 70         u=read(),v=read(),
 71         ++du[u],++du[v],
 72         add(u,v),add(v,u);
 73     rep(i,1,n)
 74         cin>>p[i];
 75     dp[getCnt(a,b)][all+1]=-1;
 76     rep(i,1,n)
 77         rep(j,1,n){
 78             int cnt1=getCnt(i,j);
 79             --dp[cnt1][cnt1]; //i=j时自己不能转移到自己,所以自己给自己的转移的期望次数-1 
 80             rep_e(ii,i)
 81                 rep_e(jj,j){
 82                     int x=e[ii].v, y=e[jj].v;
 83                     //cout<<"try:"<<i<<' '<<j<<' '<<x<<' '<<y<<endl;
 84                     if(x^y){
 85                         int cnt2=getCnt(x,y);
 86                         if(i==x && j==y) dp[cnt1][cnt2]+=p[i]*p[j];
 87                         else if(i==x) dp[cnt1][cnt2]+=p[i]*(1-p[y])/du[y];
 88                         else if(j==y) dp[cnt1][cnt2]+=(1-p[x])*p[j]/du[x];
 89                         else dp[cnt1][cnt2]+=(1-p[x])*(1-p[y])/du[x]/du[y];
 90                         //cout<<i<<' '<<j<<' '<<x<<' '<<y<<' '<<cnt1<<' '<<cnt2<<' '<<p[x]<<' '<<p[y]<<' '<<du[x]<<' '<<du[y]<<' '<<dp[cnt1][cnt2]<<endl;
 91                     }
 92                 }
 93         }
 94     
 95     if(!Gauss(all)){printf("I AK IOI!\n"); return -1;}
 96     rep(i,1,n) printf("%.6lf ",ans[getCnt(i,i)]);
 97     return 0;
 98 }
 99 /*
100 3 2 1 3
101 1 2
102 2 3
103 0.5
104 0.5
105 0.5
106 显然,ans[1]和ans[3]应该相等,否则就是程序写错了 
107 */
View Code

 


怎么网上那么多人写的代码都一个样(包括高斯消元部分),这么不求上进的吗?

我写的高斯消元跟他们不一样,一开始结果不对,我还以为我的高斯消元是错的。

后来调对了,才意识到只是被鄙视了而已,因为我跟其他人写的都不一样。

然后呢?

posted @ 2018-12-28 19:06  大本营  阅读(335)  评论(0编辑  收藏  举报