洛谷-2518 [HAOI2010]计数

本文介绍如何使用数位动态规划(数位DP)解决一类特定的排列组合问题,即给定一组非零数字,通过插入0来生成无限数量的数,并计算在某个数之前有多少个可能的组合。文章详细解析了算法思路,包括如何计算排列组合的数量,并提供了完整的代码实现。

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题目描述
你有一组非零数字(不一定唯一),你可以在其中插入任意个0,这样就可以产生无限个数。比如说给定{1,2},那么可以生成数字12,21,102,120,201,210,1002,1020,等等。
现在给定一个数,问在这个数之前有多少个数。(注意这个数不会有前导0).
输入格式
只有1行,为1个整数n.
输出格式
只有整数,表示N之前出现的数的个数。

输入输出样例
输入 #1
1020

输出 #1
7

说明/提示
n的长度不超过50,答案不超过263-1.

解释:类似数位dpdpdp,现在有nnn位,0,1,2,3,..90,1,2,3,..90,1,2,3,..9等数个数分别是a[0],a[1],...a[9]a[0],a[1],...a[9]a[0],a[1],...a[9],则排列个数为
C(n,a[0])∗C(n−a[0],a[1])∗.....C(n−a[0]−a[1]...a[8],a[9])C(n,a[0])*C(n-a[0],a[1])*.....C(n-a[0]-a[1]...a[8],a[9])C(n,a[0])C(na[0],a[1]).....C(na[0]a[1]...a[8],a[9])所以我们可以对第i位枚举,然后排列组合就好了

#include<iostream>
using namespace std;
long long c[1003][1003]={0};
long long C(int n,int m){
    if(m==0||n==m) return 1LL;
    if(c[n][m]) return c[n][m];
    return c[n][m]=C(n-1,m-1)+C(n-1,m);
}
char str[123];
int nn=0,n=0;
int H[123]={0};
long long ret=0;
long long ok(){
    int m=nn;
    long long ans=1;
    for(int i=0;i<10;i++){
        if(H[i]){
            ans*=C(m,H[i]);
            m-=H[i];
        }
    }
    return ans;
}
int main(){
    cin>>(str+1);
    for(int i=1;str[i];i++){
        H[str[i]-'0']++;
        n++;nn++;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        int y=str[i]-'0';
        nn--;
        for(int j=0;j<y;j++){
            if(H[j]){
                H[j]--;ret+=ok();H[j]++;
            }
        }
        H[y]--;
    }
    cout<<ret<<endl;
    return 0;
}

这道题目还可以使用树状数组或线段树来实现,时间复杂度也为 $\mathcal{O}(n\log n)$。这里给出使用树状数组的实现代码。 解题思路: 1. 读入数据; 2. 将原数列离散化,得到一个新的数列 b; 3. 从右往左依次将 b 数列中的元素插入到树状数组中,并计算逆序对数; 4. 输出逆序对数。 代码实现: ```c++ #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <algorithm> const int MAXN = 500005; struct Node { int val, id; bool operator<(const Node& other) const { return val < other.val; } } nodes[MAXN]; int n, a[MAXN], b[MAXN], c[MAXN]; long long ans; inline int lowbit(int x) { return x & (-x); } void update(int x, int val) { for (int i = x; i <= n; i += lowbit(i)) { c[i] += val; } } int query(int x) { int res = 0; for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) { res += c[i]; } return res; } int main() { scanf("%d", &n); for (int i = 1; i <= n; ++i) { scanf("%d", &a[i]); nodes[i] = {a[i], i}; } std::sort(nodes + 1, nodes + n + 1); int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { if (i == 1 || nodes[i].val != nodes[i - 1].val) { ++cnt; } b[nodes[i].id] = cnt; } for (int i = n; i >= 1; --i) { ans += query(b[i] - 1); update(b[i], 1); } printf("%lld\n", ans); return 0; } ``` 注意事项: - 在对原数列进行离散化时,需要记录每个元素在原数列中的位置,便于后面计算逆序对数; - 设树状数组的大小为 $n$,则树状数组中的下标从 $1$ 到 $n$,而不是从 $0$ 到 $n-1$; - 在计算逆序对数时,需要查询离散化后的数列中比当前元素小的元素个数,即查询 $b_i-1$ 位置上的值; -插入元素时,需要将离散化后的数列的元素从右往左依次插入树状数组中,而不是从左往右。
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