Multi-University 2015 #6 E(hdu 5357 Easy Sequence)

本篇介绍了一道算法题的解决方法,题目要求计算括号序列中每个位置合法子串的数量,并最终求得所有位置的加权和。通过定义辅助数组,采用栈实现高效计算。

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E - Easy Sequence

Time Limit:1000MS Memory Limit:131072KB

Description

soda has a string containing only two characters – ‘(’ and ‘)’. For every character in the string, soda wants to know the number of valid substrings which contain that character.
Note:
An empty string is valid. If S is valid, (S) is valid. If U,V are valid, UV is valid.

Input

There are multiple test cases. The first line of input contains an integer T, indicating the number of test cases. For each test case:
A string s consisting of ‘(’ or ‘)’ (1≤|s|≤106).

Output

For each test case, output an integer m=∑i=1|s|(i⋅ansi mod 1000000007), where ansi is the number of valid substrings which contain i-th character.

Sample Input

2
()()
((()))

Sample Output

20
42

Hint

For the second case, ans={1,2,3,3,2,1} ,
then m=11+22+33+43+52+61=42

题目大意

给定一个括号序列,令ans[i]表示包含第i个字符的合法的字符串个数。

i=1|s|(iansi mod 1000000007)

题解

对于一个合法的括号串,都可以化成这样的形式 (...)(...)(...) .
定义 ai 表示从i开始的合法字符串的个数, bi 表示以i为结尾的合法字符串的个数。
当然,a仅对str[i]==’(‘时有效,b仅对str[i]==’)’。
于是 ai=amatch[i]+1+1 ,对于这个表达式,可以这样理解:一个左括号,它的匹配的右边只能有两种情况:左括号,右括号。
这样就代表了两种情况:
里面的两个匹配的括号被外面的包含在内, ((...))
后面是一个独立的匹配括号。 (...)(...)
对于第一种情况,a[i]当然是1,而由于match[i]+1是’)’所以 amatch[i]+1 肯定为零。
而对于第二种情况, ai 就是在 amatch[i]+1 的基础上再加上自己这个。
b的推导也与此类似。
从这个推导式可以看出来,a数组需要倒着求,b数组需要正着求。
再考虑如何求出 ansi ansi=ansmatch[i]=ansup[i]+aibi
其中 upi 表示包含i的最小匹配括号的左端点的下标。
对于这个表达式,可以这样理解:以a开头的合法串有 ai 种取法,b结尾的合法串有 bi 种取法,由乘法原理,可以知道不同的取法总共 aibi 种。
这题非常坑的一点就是这个取模是在 Σ 内部的,外部是不取模的,所以外面用long long存。
对于match,up这些数组,可以用一个栈来算出,值得注意的是,计算up的时候,要先判这个左括号是不是有匹配的右括号,有才会计算up再塞入栈中。
复杂度为 O(n)

#include<cstdio>
#include<cstring>
const int M=1000005;
const int mod=1e9+7;
typedef long long ll;
int match[M],stk[M],up[M],a[M],b[M],ans[M];
char str[M];
void solve(){
    scanf("%s",str+1);
    int len=strlen(str+1),top=0;
    for(int i=0;i<=len+1;i++)
        up[i]=a[i]=b[i]=ans[i]=match[i]=0;
    for(int i=1;i<=len;i++){
        if(str[i]=='('){
            stk[++top]=i;
        }else if(top){
            match[match[stk[top]]=i]=stk[top];
            top--;
        }
    }
    for(int i=len;i>=1;i--)
        if(str[i]=='('&&match[i]) a[i]=a[match[i]+1]+1;
    for(int i=1;i<=len;i++)
        if(str[i]==')'&&match[i]) b[i]=b[match[i]-1]+1;
    top=0;
    for(int i=1;i<=len;i++){
        if(str[i]=='('&&match[i]){
            while(top&&match[stk[top]]<match[i]) top--;
            up[i]=stk[top];
            stk[++top]=i;
        }
    }
    for(int i=1;i<=len;i++)
        if(str[i]=='(') ans[i]=ans[match[i]]=(ans[up[i]]+a[i]*1LL*b[match[i]])%mod;
    ll sum=0;
    for(int i=1;i<=len;i++)
        sum=sum+1LL*i*ans[i]%mod;
    printf("%lld\n",sum);
}
int main(){
    int cas;
    scanf("%d",&cas);
    while(cas--) solve();
    return 0;
}
内容概要:本文详细介绍了扫描单分子定位显微镜(scanSMLM)技术及其在三维超分辨体积成像中的应用。scanSMLM通过电调透镜(ETL)实现快速轴向扫描,结合4f检测系统将不同焦平面的荧光信号聚焦到固定成像面,从而实现快速、大视场的三维超分辨成像。文章不仅涵盖了系统硬件的设计与实现,还提供了详细的软件代码实现,包括ETL控制、3D样本模拟、体积扫描、单分子定位、3D重建和分子聚类分析等功能。此外,文章还比较了循环扫描与常规扫描模式,展示了前者在光漂白效应上的优势,并通过荧光珠准、肌动蛋白丝、线粒体网络和流感A病毒血凝素(HA)蛋白聚类的三维成像实验,验证了系统的性能和应用潜力。最后,文章深入探讨了HA蛋白聚类与病毒感染的关系,模拟了24小时内HA聚类的动态变化,提供了从分子到细胞尺度的尺度分析能力。 适合人群:具备生物学、物理学或工程学背景,对超分辨显微成像技术感兴趣的科研人员,尤其是从事细胞生物学、病毒学或光学成像研究的科学家和技术人员。 使用场景及目标:①理解和掌握scanSMLM技术的工作原理及其在三维超分辨成像中的应用;②学习如何通过Python代码实现完整的scanSMLM系统,包括硬件控制、图像采集、3D重建和数据分析;③应用于单分子水平研究细胞内结构和动态过程,如病毒入侵机制、蛋白质聚类等。 其他说明:本文提供的代码不仅实现了scanSMLM系统的完整工作流程,还涵盖了种超分辨成像技术的模拟和比较,如STED、GSDIM等。此外,文章还强调了系统在硬件改动小、成像速度快等方面的优势,为研究人员提供了从理论到实践的全面指导。
内容概要:本文详细介绍了基于Seggiani提出的渣层计算模型,针对Prenflo气流床气化炉中炉渣的积累和流动进行了模拟。模型不仅集成了三维代码以提供气化炉内部的温度和浓度分布,还探讨了操作条件变化对炉渣行为的影响。文章通过Python代码实现了模型的核心功能,包括炉渣粘度模型、流动速率计算、厚度更新、与三维模型的集成以及可视化展示。此外,还扩展了模型以考虑炉渣组成对特性的影响,并引入了Bingham流体模型,更精确地描述了含未溶解颗粒的熔渣流动。最后,通过实例展示了氧气-蒸汽流量增加2%时的动态响应,分析了温度、流动特性和渣层分布的变化。 适合人群:从事煤气化技术研究的专业人士、化工过程模拟工程师、以及对工业气化炉操作优化感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:①评估不同操作条件下气化炉内炉渣的行为变化;②预测并优化气化炉的操作参数(如温度、氧煤比等),以防止炉渣堵塞;③为工业气化炉的设计和操作提供理论支持和技术指导。 其他说明:该模型的实现基于理论公式和经验数据,为确保模型准确性,实际应用中需要根据具体气化炉的数据进行参数准。模型还考虑了个物理场的耦合,包括质量、动量和能量守恒方程,能够模拟不同操作条件下的渣层演变。此外,提供了稳态求解器和动态模拟工具,可用于扰动测试和工业应用案例分析。
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