Cauphenuny's blog

20210222 考试总结

发表于 更新于 分类于 ，

改题进度

  • [x] forgive
  • [x] palingenesis
  • [x] destiny

Review

人要有梦想，暴力还是要打的，没准就过了呢。

Solution

T1 forgive

平面内 nn 个点 (xi,yi)(x_i,y_i)，每个点有 pp 的概率出现，保证三点不共线。可以在两个点之间连一条线段，线段之间不能相交，求最多可以连的线段数的期望。

考虑一个平面图，一定是三角剖分时连的线段最多。

对于一个三角剖分

我们想求的就是剖分的线段数。

设边数为 EE ，点数为 VV ，凸包上有 kk 个点，FF 个有界面，则有结论 E=3V−k−3E=3V-k-3

下面证明这个结论。

对于平面图，有欧拉公式 V+F−E=1V+F-E=1 ，又有 2E=3F+k2E=3F+k （三角形三条边，加上凸包上的边就都算了两次）

将两个式子做一些运算，即可得到 E=3V−k−3E=3V-k-3 。

期望即为 E[E]=E[3V−k−3]=3E[V]−E[k]−3E[E]=E[3V-k-3]=3E[V]-E[k]-3 。

E[V]E[V] 显然为 n×pn\times p，问题转变为求 E[k]E[k] 的值。

发现很难判断一个点是否在凸包上，而判断一个边很容易。

设这条边的左侧有 aa 个点，右侧 bb 个点，则它作为凸包边要求两侧至少一侧没有点出现，概率就是 p2×((1−p)a+(1−p)b)p^2\times\left((1-p)^a+(1-p)^b\right) 。

所以

E[k]=\sum_\limits{i}\left\{p^2\left[(1-p)^{a_i}+(1-p)^{b_i}\right]\times 1\right\}

因为没有点的时候上式会出现问题计算结果成为 −3-3 ，所以答案要加上 −3×P(只有一个点)-3\times P(只有一个点) 。

求 ai,bia_i,b_i 的时候可以固定一个点 uu ，对其所有射线按极角排序，再枚举 vv 点，同一侧的点范围双指针 [l,r][l,r] 可以同步移动，所以求一个点的答案的瓶颈在排序上，总复杂度 O(n2log⁡n)O(n^2\log n)。

卡常小技巧：现将点排序这样可以暴力 O(n^3)​ 跑，cpu 会 if 分支预测，常数极小

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//author: ycp | https://ycpedef.github.io
//#pragma GCC diagnostic error "-std=c++11"
//#pragma GCC optimize(2)
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cstdarg>
#define debug(x) cerr << #x << " = " << x << endl
#define debugf(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
#define debugs(x) fputs(x"\n", stderr)
using namespace std;
template <class T> bool cmax(T &a, T b) { return b > a ? (a = b, 1) : 0; }
template <class T> bool cmin(T &a, T b) { return b < a ? (a = b, 1) : 0; }
template <class T> void read(T &a) {
    a = 0; char c = getchar(); int f = 0;
    while (!isdigit(c)) { f ^= c == '-',  c = getchar(); }
    while (isdigit(c)) { a = a * 10 + (c ^ 48),  c = getchar(); }
    a *= f ? -1 : 1;
}
struct Fastin {
    template <class T> Fastin& operator >> (T &x) {read(x); return *this;}
} fastin;

#define int long long

const int MAXN = 1010;
const int mod = 100000007;

int n, p;
int mul[MAXN], lum[MAXN];
struct Point {
    double x, y;
    bool operator < (Point a) {
        if (x == a.x) return y < a.y;
        else return x < a.x;
    }
} t[MAXN];

double cross(Point a, Point b, Point c) {
    return (b.x - a.x) * (c.y - b.y) - (c.x - b.x) * (b.y - a.y);
}

int power(int a, int b) {
    int res = 1;
    while (b) {
        if (b & 1) {
            (res *= a) %= mod;
        }
        (a *= a) %= mod;
        b >>= 1;
    }
    return res;
}

int ev, et;

signed main() {
    //freopen("forgive0.in", "r", stdin);
    //freopen("forgive0.ans", "w", stdout);
    cin >> n >> p;
    //debug(power(p, mod - 2));
    ev = p * n % mod;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        cin >> t[i].x >> t[i].y;
    }
    sort(t + 1, t + n + 1);
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = i + 1, a, b; j <= n; j++) {
            a = 0, b = 0;
            for (int u = 1; u <= n; u++) {
                if (u == i || u == j) continue;
                if (cross(t[i], t[j], t[u]) < 0) {
                    a++;
                } else {
                    b++;
                }
            }
            //debugf("i = %lld, j = %lld, a = %lld, b = %lld\n", i, j, a, b);
            (et += p * p % mod * (power(mod + 1 - p, a) + power(mod + 1 - p, b)) % mod) %= mod;
        }
    }
    int ans = ev * 3 % mod - et - 3 + mod;
    //(ans += (1) * (power(mod + 1 - p, n - 1) * p % mod) % mod) %= mod;
    (ans += 3 * power(mod + 1 - p, n) % mod) %= mod;
    cout << ans << endl;
    return 0;
}

T2 palingenesis

四元环计数问题，但是我还在学，于是可以用 O(m2log⁡n)O(m^2\log n) 的做法艹过去。

考虑一个四元环的“对角线”两个点 uu 和 vv

设中间的点有 g(u,v)g(u,v) 个，则对答案贡献是 (g(u,v)2)\dbinom{g(u,v)}{2} 。

考虑枚举 u∈[1,n]u\in[1,n] 作为中间点，它能直接到达两个点 xx yy ，则对 g(x,y)g(x,y) 贡献加一。

复杂度 O(m2log⁡n)O(m^2\log n) ，由于出题人不用心造数据，于是能通过此题。

好了说正经的，以上为乱搞做法。

正解：

咕咕咕

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//author: ycp | https://ycpedef.github.io
#pragma GCC diagnostic error "-std=c++11"
#include <cstdio>
#include <map>
#include <vector>
using namespace std;

int n, m;
map<pair<int, int>, int> g;
vector<int> e[50010];

int main() {
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for (int i = 1, x, y; i <= m; i++) {
        scanf("%d%d", &x, &y);
        e[x].push_back(y), e[y].push_back(x);
    }
    for (int p = 1; p <= n; p++) {
        for (auto u : e[p]) {
            if (u <= p) continue;
            for (auto v : e[p]) {
                if (u <= v) continue;
                g[make_pair(u, v)]++;
            }
        }
    }
    long long ans = 0, v = 0;
    for (auto it : g) {
        v = it.second;
        if (v < 2) continue;
        ans = ans + v * (v - 1) / 2;
    }
    printf("%lld\n", ans);
    return 0;
}

T3 destiny

对于每个询问 qq，只需要找出离它最近的 1 修改操作 pp 和时间戳在 [p.t,q.t][p.t,q.t] 范围内的 2 操作取 min⁡\min 即可。

考虑对修改时间分块，维护一个 bitset<SQRTN> b[MAXN]，b[i][j] 存当前块内的第 jj 个修改操作能否到达点 ii，再维护一个 cover[] ，存每个点能否被这个块内的覆盖操作影响到，minv[] ，表示块内 2 操作的最小值，再对询问存储时间戳判断。

块倒序枚举

对于询问 qq （其时间戳为 tt，节点为 uu） ，若 t>r.tt>r.t ，则判断 uu 是否被当前块内的 11 操作覆盖，是的话就暴力倒序枚举这 n\sqrt n 个修改操作，对 ans[t] 取 min⁡\min ，然后删去这个询问

每过 n\sqrt n 个修改清空 bitset cover[] 和 minv[]，然后按拓扑序重构这几个数组，具体可以看代码，应该还是看得懂的。

O(nn+n2ω)O(n\sqrt n+\frac{n^2}{\omega})

用 cout 跑了 8000+ms，printf只用了 3000+ms，printf就是神.jpg

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//author: ycp | https://ycpedef.github.io
//#pragma GCC diagnostic error "-std=c++11"
//#pragma GCC optimize(2)
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <bitset>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cstdarg>
#include <cmath> 
#define debug(x) cerr << #x << " = " << x << endl
#define debugf(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
#define debugs(x) fputs(x"\n", stderr)
using namespace std;
template <class T> bool cmax(T &a, T b) { return b > a ? (a = b, 1) : 0; }
template <class T> bool cmin(T &a, T b) { return b < a ? (a = b, 1) : 0; }
template <class T> void read(T &a) {
    a = 0; char c = getchar(); int f = 0;
    while (!isdigit(c)) { f ^= c == '-',  c = getchar(); }
    while (isdigit(c)) { a = a * 10 + (c ^ 48),  c = getchar(); }
    a *= f ? -1 : 1;
}
struct Fastin {
    template <class T> Fastin& operator >> (T &x) {read(x); return *this;}
} fastin;

const int MAXN = 1e5 + 10;
int n, m, q, tot, head[MAXN], t_tot;
int root[MAXN], indeg[MAXN];
int list[MAXN];

struct Edge {
    int to;
    int next;
} e[MAXN << 1];

void add_edge(int u, int v) {
    tot++;
    e[tot].to = v;
    e[tot].next = head[u];
    head[u] = tot;
}

void topo(int rt) {
    list[++t_tot] = rt;
    //debugf("list[%d] = %d\n", t_tot, rt);
    for (int i = head[rt]; i; i = e[i].next) {
        if (--indeg[e[i].to] == 0) {
            topo(e[i].to);
        }
    }
}

struct Modify {
    int opt, u, x, t;
} modify[MAXN];
int m_tot;

struct Query {
    int u, t;
} query[MAXN];
int q_tot;

int ans[MAXN], cover[MAXN], minv[MAXN], inf;

const int bsiz = 1000;
bitset<bsiz + 10> b[MAXN];

int main() {
    //freopen("destiny7.in", "r", stdin);
    //freopen("destiny7.ans", "w", stdout);
    fastin >> n >> m >> q;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        root[i] = 1;
    }
    for (int i = 1, x, y; i <= m; i++) {
        fastin >> x >> y;
        add_edge(x, y);
        root[y] = 0;
        indeg[y]++;
    }
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        if (root[i]) {
            topo(i);
        }
    }
    for (int i = 1; i <= q; i++) {
        fastin >> modify[m_tot].opt;
        if (modify[m_tot].opt <= 2) {
            fastin >> modify[m_tot].u >> modify[m_tot].x;
            modify[m_tot].t = i;
            m_tot++;
        } else {
            fastin >> query[q_tot].u;
            query[q_tot].t = i;
            q_tot++;
        }
    }
    memset(ans, 0x3f, sizeof(ans));
    inf = ans[0];
    int p_siz = m_tot - 1, block = min(sqrt(p_siz) * 5, (double)bsiz);
    for (int l = p_siz - p_siz % block, r = p_siz; l >= 0; r = l - 1, l -= block) {
        //debugf("l = %d, r = %d\n", l, r);
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            b[i].reset();
        }
        for (int i = l; i <= r; i++) {
            b[modify[i].u][i - l] = 1;
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = head[list[i]]; j; j = e[j].next) {
                b[e[j].to] |= b[list[i]];
            }
        }
        //for (int i = 1; i <= n ;i++) {
            //cerr << i << ": " << b[i] << endl;
        //}
        memset(cover, 0, sizeof(cover));
        for (int i = l; i <= r; i++) {
            //debugf("%d %d %d\n", modify[i].opt, modify[i].u, modify[i].x);
            if (modify[i].opt == 1) {
                cover[modify[i].u] = 1;
                //debugf("modify cover[%d] = %d\n", modify[i].u, cover[modify[i].u]);
            }
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            //debugf("cover[%d] = %d\n", list[i], cover[list[i]]);
            if (!cover[list[i]]) continue;
            //debugf("work on %d\n", list[i]);
            for (int j = head[list[i]]; j; j = e[j].next) {
                //debugf("%d -> %d\n", list[i], e[j].to);
                cover[e[j].to] = 1;
            }
        }
        //for (int i = 1; i <= n ;i++) {
            //debugf("cover[%d] = %d\n", i, cover[i]);
        //}
        memset(minv, 0x3f, sizeof(minv));
        for (int i = l; i <= r; i++) {
            if (modify[i].opt == 1) continue;
            cmin(minv[modify[i].u], modify[i].x);
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = head[list[i]]; j; j = e[j].next) {
                cmin(minv[e[j].to], minv[list[i]]);
            }
        }
        //for (int i = 1; i <= n; i++) {
            //debugf("minv[%d] = %d\n", i, minv[i]);
        //}
        int i = q_tot;
        //debug(q_tot);
        while (i && query[i - 1].t > modify[l].t) i--;
        while (i < q_tot) {
            if (query[i].t > modify[r].t) {
                if (cover[query[i].u]) {
                    int j = r;
                    for (j = r; j >= l && (modify[j].opt == 2 || !b[query[i].u][j - l]); j--) {
                        if (modify[j].opt == 2 && b[query[i].u][j - l]) {
                            cmin(ans[query[i].t], modify[j].x);
                        }
                    }
                    cmin(ans[query[i].t], modify[j].x);
                    swap(query[i], query[--q_tot]);
                } else {
                    cmin(ans[query[i].t], minv[query[i].u]);
                    i++;
                }
            } else {
                int j = r;
                while (modify[j].t > query[i].t) j--;
                for (; j >= l; j--) {
                    if (!b[query[i].u][j - l]) continue;
                    cmin(ans[query[i].t], modify[j].x);
                    if (modify[j].opt == 1) {
                        swap(query[i], query[--q_tot]);
                        break;
                    }
                }
                if (j < l) i++;
            }
        }
    }
    while (q_tot--) ans[query[q_tot].t] = 0;
    for (int i = 1; i <= q; i++) {
        if (ans[i] != inf) {
            printf("%d\n", ans[i]);
        }
    }
    return 0;
}