Codeforces Round #675 (Div. 2)C--高中数学计算贡献值

本文针对Codeforces C题提供了一种解题思路,通过遍历字符串并对每个字符计算其对最终数字总和的贡献值来解决随机删除子串后剩余数字的求和问题。文章详细介绍了如何使用高中数学原理简化计算过程,并提供了完整的C++代码实现。

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Problem - C - Codeforces

题意:

对于给定的字符串随机删除一些子串,对剩下的串构成的数字进行求和

思路: 

对字符串遍历,每一个字符推公式求一次贡献值

设当前字符位置为i,数字为num,此时后面有len - i个数字,所以该字符删去后面的子串对答案的贡献为:

\sum_{j = 1}^{i - 1}num*j*10^{j - 1}

用高中数学错位相减化简后:

(num * (len - i) * pow(10, len - i) + num * (1 - pow(10, len - i)) / 9) / 9

删去前面的字串对答案的贡献值为:

\frac{hh * (hh + 1)}{2} * num * 10^{len - i}

化简后:

hh *(hh + 1) / 2 * num *pow(10, len - i)

实现:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <stack>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <map>
#include <set>
#include <climits>
#include <unordered_map>
using namespace std;
#define mst(x, y) memset(x, y, sizeof x)
#define X first
#define Y second
#define int long long
#define FAST ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0), cout.tie(0)
const int N = 200010, INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f, MOD = 1e9 + 7;
const double EPS = 1e-6;
typedef pair<int, int> PII;
typedef unordered_map<int, int> Ump;
int T;
string s;
int qmi(int a, int k) // 求a^k mod p
{
    int res = 1;
    while (k)
    {
        if (k & 1)
            res = res * a % MOD;
        a = a * a % MOD;
        k >>= 1;
    }
    return res;
}
void solve()
{
    cin >> s;
    s = " " + s;
    int tt = qmi(9, MOD - 2);
    int len = s.size() - 1;
    int res = 0;
    for (int i = len; i; i--)
    {
        int num = s[i] - '0';
        int hh = i - 1;
        res = (res + (hh * (hh + 1)) / 2 * num % MOD * qmi(10, len - i) % MOD) % MOD;
        res = (res + (num * (len - i) * qmi(10, len - i) % MOD + num * (1 - qmi(10, len - i) + MOD) % MOD * tt % MOD) * tt % MOD) % MOD;
        // cout << res << endl;
    }
    cout << res << endl;
}
signed main()
{
    FAST;
    // cin >> T;
    T = 1;
    while (T--)
        solve();
    return 0;
}

这道题是一道博弈论题目,需要使用到 SG 函数。SG 函数是一个函数,它的输入是一个状态,输出是一个非负整数,用来表示当前状态的取胜情况。具体而言,若 SG 函数的输出为 $0$,则当前状态必败;若 SG 函数的输出不为 $0$,则当前状态必胜。 对于这道题目,我们需要先了解一下如何通过数学分析求出 SG 函数。首先,我们需要对游戏的状态进行编码。对于本题,可以将状态表示为一个三元组 $(n, m, k)$,表示当前棋盘的大小为 $n \times m$,每个人每次最多可以取 $k$ 个棋子。接下来,我们需要定义一个从状态到状态集合的映射 $f(\cdot)$,表示从当前状态可以转移到哪些状态。对于本题,$f((n, m, k))$ 中的每个状态可以通过一次操作得到,即将当前棋盘中的某一行或某一列中的 $k$ 个棋子全部取走,然后将其剩余的部分作为新的棋盘状态。注意,对于这个映射,我们只需要考虑下一步能够到达的状态,而不需要考虑更远的状态。 接下来,我们需要定义 SG 函数的递归式。对于一个状态 $(n, m, k)$,其 SG 可以通过其可以转移到的状态的 SG 计算。具体而言,我们可以将当前状态转移到的所有状态的 SG 进行异或运算,并将结果加上 $1$,即 $SG((n, m, k)) = \text{mex}\{ SG(f((n, m, k))) \} + 1$,其中 $\text{mex}$ 表示集合中未出现的最小非负整数。 最后,我们需要解决的问题就是如何计算 $\text{mex}$ 函数。对于本题,可以使用一个 $O(k)$ 的算法计算 $\text{mex}$。具体而言,我们可以记录所有出现的 SG ,然后从 $0$ 开始枚举所有可能的非负整数,找到第一个未出现的整数即为 $\text{mex}$。 下面是 AC 代码:
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