SCOI2010:生成字符串(组合数 + 思维)

解决一个编程挑战,计算由n个1和m个0组成的字符串数量,这些字符串满足特定条件:在任何前k个字符中1的数量不少于0的数量。通过计算合法与非法路径来找出答案。

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?

输入输出格式

输入格式:

输入数据是一行,包括2个数字n和m

输出格式:

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

输入输出样例

输入样例#1: 复制
2 2
输出样例#1: 复制
2

说明

limitation

每点2秒

对于30%的数据,保证1<=m<=n<=1000

对于100%的数据,保证1<=m<=n<=1000000

来源:SCOI 2010


思路:题解比较神奇的做法,想象一个二维坐标,初始在(0,0)点,目标在(n+m,n-m)点,每次只可以走右上或者走右下,分别代表选1和选0,显然不能走到第四象限,否则不满足任何前缀1不比0少。总的来说就是总方案数减去非法方案数,观察到每个非法方案都经过y=-1线,根据对称性,第一次到达y=-1的前面往下翻折,就相当于从(0,-2)出发到(n+m,n-m)。对于总方案数显然是C(n+m,n),那么非法方案数呢?既然从(0,-2)出发,向右上走的就有n-m+2+[n+m-(n-m+2)]/2 = n+1步,那么非法方案数就是C(n+m,n+1),模数是质数,可选择逆元推组合数。

# include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL mod = 20100403;
const int maxn = 2000000;
LL inv[maxn+3] = {1,1}, fac[maxn+3] = {1,1}, fi[maxn+3] = {1,1};
void init()
{
    for(int i=2; i<=maxn; ++i)
    {
        fac[i] = fac[i-1]*i%mod;
        inv[i] = (mod-mod/i)*inv[mod%i]%mod;
        fi[i] = fi[i-1]*inv[i]%mod;
    }
}
LL C(LL n, LL m){return fac[n]*fi[m]%mod*fi[n-m]%mod;}
int main()
{
    init();
    LL n, m;
    scanf("%lld%lld",&n,&m);
    if(n<m) puts("0");
    else printf("%lld\n",(C(n+m,n)-C(n+m,n+1)+mod)%mod);
    return 0;
}


c++实现一下问题 # P5040 [SCOI2006] k进制集合的映射 ## 题目描述 设$A(N,K)$是全体$N$位$K$进制整数$a$的集合($a$的高位可以为$0$,例如,$0023$可看作一个$4$位$8$进制数,或一个$4$位$5$进制数,由题中指定的条件可以唯一确定),其中$2≤K≤6000$,$N=2$,$3$,$4$,即:$$A(N,K)={a|a=a_1a_2a_3\cdots a_N,0≤a_i≤K-1,i=1,\cdots,N}$$ 设$D(N-1,K)$是$A(N-1,K)$的一个子集,它是由$A(N,K)$生成一个$N-1$位$K$进制整数$d$的集合,**生成规则如下**: 对任何$d\in D(N-1,K)$,存在$a\in A(N,K)$,使$d=Image(a)$,其中,$d=d_1d_2\cdots d_{N-1},d_i=min(a_i,a_{i+1})$,即$d_i$取为$a_i,a_{i+1}$的最小值。 注1:我们称这个规则为$A(N,K)$ 到$A(N-1,K)$内的一个映射$d=Image(a)$,可以证明这个映射是多对一的,即:如果$d,e\in D(N-1,k)$且$d\not=e$,则对任何满足$d=Image(a),e=Image(c)$的$A(N,K)$中的元素$a,c$,均有$a\not=c$ 注2:对某些$K,N$, $D(N-1,K)$是$A(N-1,K)$的一个真子集,例如$K=4,N=4$,则不存在$a\in A(4,4)$,使$Image(a)=(323)$ **任务**:从文本文件输入两个用空格隔开的整数 $N,K$,然后在指定的文本文件中输出下列表达式的值: $$f(N,K)=\sum_{a\in A(N,K),Image(a)=d}(\prod_{i=1}^{N-1}(d_i+1))$$ 上式表示对$A(N,K)$中的全部元素$a$,对其映像$d=Image(a)=d_1d_2\cdots d_{N-1}$的各位数加$1$后的乘积求。 其中$\prod^{N-1}_{i=1}(d_i+1)=(d_1+1)(d_2+1)\cdots(d_{N-1}+1)$ **例**:设$N=2,K=3$,则$A(N,K)={00,01,02,11,10,12,20,21,22}$,正确的输出结果应为$14$。 **提示**:应先建立相应的计算方法,直接利用$f(N,K)$的表达式计算会使多数测试超时。 ## 输入格式 输入文件只有一行:用空格隔开的两个整数N k。 ## 输出格式 输出文件只有一个大整数,为计算结果。 ## 输入输出样例 #1 ### 输入 #1 ``` 2 3 ``` ### 输出 #1 ``` 14 ``` ## 说明/提示 **关于测试的说明**: 数完全正确,给满分。当输出结果的位数超过$15$位时,如果仅最后两位不准确时给一半分。(每个需测试的计算结果不超过$10^{19}$)。
03-10
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