CF16E Fish 题解

本文详细解析了CF16E Fish问题,介绍了如何利用概率论和动态规划解决每条鱼存活概率的问题。通过逆推法和状态压缩,建立递推公式,最终得出每种存活状态的概率。

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Fish

可以去看我整理的学习笔记鸭~

题意简述:有 n n n 条鱼,编号从 1 1 1 n n n。每对鱼相遇的概率是一样的。如果两条标号为 i i i j j j 的鱼见面,第一只吃了第二只的概率为 p [ i ] [ j ] p[i][j] p[i][j],则第二只吃掉第一只的概率为 1 − p [ i ] [ j ] 1 - p[i][j] 1p[i][j]。求每只鱼最后存活在湖里的可能性。

思路

概率 + 状压 d p dp dp

先看题目范围,明显状压,因为题目求每只鱼最后存活的状态,所以把鱼的存活状态压进状态里,因此定义 d p [ i ] dp[i] dp[i] 为出现 i i i 的局面时的概率(第 i i i 位为 0 0 0 表示第 i i i 条鱼死亡,反之为存活

  • 因为顺序递推会因为概率的不确定因素影响结果,所以考虑逆推。

  • 先枚举整体状态 i i i,在确定该轮被吃的鱼的编号 j j j,判断是否满足已经被吃的条件(即状态中第 j j j 位为 0 0 0)

  • 满足上条件后,再枚举吃掉 j j j 的鱼的编号 k k k,判断是否满足依然存在的条件(即状态中第 k k k 位为 1 1 1

因为任意两条鱼之间的存活概率已经得知,然后任意在存活中的鱼里选择两条鱼的概率为 $(cnt +1) * cnt / 2 。 ( 。( (cnt$ 为 i i i 状态下 1 1 1 的数量),因为是倒退,所以前一状态下,鱼 j j j 是活着的,因此实在 c n t + 1 cnt + 1 cnt+1 条雨中选两条鱼。

就可以得出递推式, i i i 状态的概率加(即前一状态的概率) ∗ * k k k 吃掉 j j j 的概率) ∗ * (选出 j j j k k k 的概率)

所以:
$$

dp[i] += dp[i | (1 << (j - 1))] * p[k][j] / (1.0 * (cnt + 1) * cnt / 2.0);
$$

其他讲解都在代码里啦~

完整代码

#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
int n;
double p[25][25],dp[1 << 20];//dp[i],出现i状态的概率(1:这条鱼活着/0:它被吃啦) 
int c(int x) {//计算1的个数 
	int res = 0;
	while(x) {
		res += (x & 1);
		x >>= 1;
	}
	return res;
}
int main() {
	scanf("%d",&n);
	for(int i = 1; i <= n; i ++)
		for(int j = 1; j <= n; j ++)
			scanf("%lf",&p[i][j]);
	int num = (1 << n) - 1;
	dp[num] = 1;//初始状态,全部鱼都活着的概率为1
	for(int i = num - 1; i; i --) {//倒序枚举状态,鱼越吃越少,1的数量也越来越少……这残忍的现实! 
		int cnt = c(i);//活着的鱼的数量 
		for(int j = 1; j <= n; j ++) {//枚举这一轮被吃到的鱼的序号 
			if((i & (1 << (j - 1)))) continue;//如果在当前状态下,j为1(鱼没有被吃了),跳过
			for(int k = 1; k <= n; k ++) {//枚举k条鱼吃掉的鱼的编号 
				if(!(i & (1 << (k - 1)))) continue;//如果在当前状态下,k为0(鱼已经被吃了,k吃不到j),跳过
				dp[i] += dp[i | (1 << (j - 1))] * p[k][j] / (1.0 * (cnt + 1) * cnt / 2.0);
				//否则,概率为 当前概率 加上 j位存活时的概率 * k条鱼吃掉j条鱼的概率 * 在所有活着的鱼中恰好选到j,k的概率。 
			}
		}
	}
	for(int i = 0; i < n; i ++) printf("%.6lf ",dp[1 << i]);//只有当前位为1的状态 
	return 0;
}
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