SCOI2010——字符串(Catalan数)

探讨使用Catalan数解决特定字符串生成问题的方法。任务要求由n个1和m个1构成的字符串中,任意前k个字符1的数量不少于0的数量。通过数学转换和编程实现,计算出满足条件的字符串数量。

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【题目描述】  
lxhgww最近接到了一个生成字符串的任务,任务需要他把n个1和m个0组成字符串,但是任务还要求在组成的字符串中,在任意的前k个字符中,1的个数不能少于0的个数。现在lxhgww想要知道满足要求的字符串共有多少个,聪明的程序员们,你们能帮助他吗?  
【输入】  
输入数据是一行,包括2个数字n和m  
【输出】  
输出数据是一行,包括1个数字,表示满足要求的字符串数目,这个数可能会很大,只需输出这个数除以20100403的余数  
【样例输入】  
2 2  
【样例输出】  
2  
【数据范围】  
对于30%的数据,保证1<=m<=n<=1000  

对于100%的数据,保证1<=m<=n<=1000000  


解析:

        这是一道关于Catalan数的“数学题"。。。

        首先,一共m+n个数,组合数为c(m,m+n);

        接下来进行转化:1对应往右上角走;0对应往右下角走

        1的个数=0的个数:y=0;

        1的个数<0的个数(不成立)y=-1;

        (0,0)关于y=-1对称的点(0,-2)。。。即不成立的情况:从(0,-2)到(n+m,n-m)的路径总数为c(m-1,m+n)

 

         综上:ans=c(m,n+m)-(m-1,n+m)

         在1到mod中枚举ans并输出     

代码:

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int mod=20100403;

int n,m;

int main()
{
    freopen("scoi20104.in","r",stdin);
    freopen("scoi20104.out","w",stdout);
    cin>>n>>m;
    long long num=n-m+1;
    for(long long i=n+2;i<=n+m;i++)
    (num*=i)%=mod;
    long long dfs=1;
    for(long long i=1;i<=m;i++)
        (dfs*=i)%=mod;
    for(int i=0;i<=mod;i++)
        if((i*dfs)%mod==num)
        {
            cout<<i;
            break;
        }
    return 0;
}



### 关于 SCOI2009 WINDY 的解法 #### 定义与问题描述 WINDY是指对于任意两个相邻位置上的,它们之间的差至少为\(2\)。给定正整区间\([L, R]\),计算该范围内有多少个WINDY。 #### 动态规划方法解析 为了高效解决这个问题,可以采用动态规划的方法来处理。定义状态`dp[i][j]`表示长度为`i`且最高位是`j`的WINDY量[^3]。 - **初始化** 对于单个数的情况(即只有一位),显然每一位都可以单独构成一个合法的WINDY,因此有: ```cpp dp[1][d] = 1; // d ∈ {0, 1,...,9} ``` - **状态转移方程** 当考虑多位时,如果当前位选择了某个特定值,则下一位的选择会受到限制——它必须满足与前一位相差不小于2的要求。具体来说就是当上一高位为`pre`时,当前位置可选范围取决于`pre`的具体取值: - 如果`pre >= 2`, 则可以选择`{0... pre-2}` - 否则只能从剩余的有效集合中选取 这样就可以通过遍历所有可能的状态来进行状态间的转换并累加结果。 - **边界条件处理** 特殊情况下需要注意的是,在实际应用过程中还需要考虑到给出区间的上下限约束。可以通过逐位比较的方式判断是否越界,并据此调整有效状态空间大小。 ```cpp // 计算不超过num的最大windy量 int calc(int num){ int f[15], g[15]; memset(f, 0, sizeof(f)); string s = to_string(num); n = s.size(); for (char c : s) { a[++len] = c - '0'; } // 初始化f组 for (int i=0;i<=9;++i)f[1][i]=1; // DP过程省略... return sum; } long long solve(long long L,long long R){ return calc(R)-calc(L-1); } ``` 此代码片段展示了如何利用预处理好的`dp`表快速查询指定范围内的WINDY总量。其中`solve()`函用于返回闭区间\[L,R\]内符合条件的总;而辅助函`calc()`负责根据传入参构建相应的状态序列并最终得出答案。
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