[bzoj4872] [洛谷P3750] [六省联考2017] 分手是祝愿

时间:2023-03-10 01:00:53
[bzoj4872] [洛谷P3750] [六省联考2017] 分手是祝愿

Description

Zeit und Raum trennen dich und mich.

时空将你我分开。

\(B\) 君在玩一个游戏,这个游戏由 \(n\) 个灯和 \(n\) 个开关组成,给定这 \(n\) 个灯的初始状态,下标为

从 1 到 \(n\) 的正整数。每个灯有两个状态亮和灭,我们用 1 来表示这个灯是亮的,用 0 表示这个灯是灭的,游戏

的目标是使所有灯都灭掉。但是当操作第 \(i\) 个开关时,所有编号为 \(i\) 的约数(包括 1 和 \(i\))的灯的状态都会被

改变,即从亮变成灭,或者是从灭变成亮。\(B\) 君发现这个游戏很难,于是想到了这样的一个策略,每次等概率随机

操作一个开关,直到所有灯都灭掉。这个策略需要的操作次数很多, \(B\) 君想到这样的一个优化。如果当前局面,

可以通过操作小于等于 \(k\) 个开关使所有灯都灭掉,那么他将不再随机,直接选择操作次数最小的操作方法(这个

策略显然小于等于 \(k\) 步)操作这些开关。\(B\) 君想知道按照这个策略(也就是先随机操作,最后小于等于 \(k\) 步,使

用操作次数最小的操作方法)的操作次数的期望。这个期望可能很大,但是 \(B\) 君发现这个期望乘以 \(n\) 的阶乘一定

是整数,所以他只需要知道这个整数对 100003 取模之后的结果。

Input

第一行两个整数 \(n, k\)。

接下来一行 \(n\) 个整数,每个整数是 0 或者 1,其中第 \(i\) 个整数表示第 \(i\) 个灯的初始情况。

\(1 \leq n \leq 100000, 0 \leq k \leq n\);

Output

输出一行,为操作次数的期望乘以 \(n\) 的阶乘对 100003 取模之后的结果。

Sample Input

4 0

0 0 1 1

Sample Output

512


想法

又是个小文艺题,原谅我有点激动。。。

首先从 \(n\) 到 \(1\) 扫一遍,哪些灯需要被按1次是可以知道的,而且必须按这些灯。

如果不小心按了其他的灯,就必须再按一次变回来。

神奇的 \(dp\) 方式,设 \(f[i]\) 表示从最少需要按 \(i\) 次的状态变到最少需要按 \(i-1\) 次的状态的期望步数。

随机按一次,按中 \(i\) 个需要按的键之一的概率是 \(\frac{i}{n}\) ,按后变到了至少按 \(i-1\) 次的状态,步数为1

若没有按中需要的键,概率是 \(\frac{n-i}{n}\) , 此时至少需要按 \(i+1\) 个键,应再按 \(f[i+1]\) 次恢复至少按 \(i\) 次的状态,再按 \(f[i]\) 次到至少 \(i-1\) 次的状态,总共步数为 \(1+f[i+1]+f[i]\)

综上所述,可列出式子

\(
f[i]=\frac{i}{n}+\frac{n-i}{n}(1+f[i+1]+f[i])
\)

合并同类项,整理一下得出

\(
f[i]=\frac{n+(n-i)f[i+1]}{i}
\)

边界条件 \(f[n]=1\)

从 \(n\) 往前求 \(f[]\) ,一直求到 \(f[k+1]\)

扫一遍得出原状态至少按的次数 \(t\)

若 \(t \leq k\) ,则总期望值就是 \(t\) ; 否则是 \(k+\sum\limits_{i=k+1}^t f[i]\)

最后别忘了乘以 \(n\) 的阶乘!


代码

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm> #define xzy 100003 using namespace std; const int N = 100005;
typedef long long ll; int n,k,t;
int a[N]; int Pow_mod(int x,int y){
int ret=1;
while(y){
if(y&1) ret=((ll)ret*x)%xzy;
x=((ll)x*x)%xzy;
y>>=1;
}
return ret;
}
int f[N],inv[N]; int main()
{
scanf("%d%d",&n,&k);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]); t=0;
for(int i=n;i>0;i--){
if(!a[i]) continue;
t++;
for(int j=1;j*j<=i;j++)
if(i%j==0){
a[j]^=1;
if(j*j!=i) a[i/j]^=1;
}
} inv[1]=1;
for(int i=2;i<=n;i++) inv[i]=xzy-1ll*(xzy/i)*inv[xzy%i]%xzy; int ans=k;
f[n]=1;
for(int i=n-1;i>k;i--)
f[i]=(1ll*(n-i)*f[i+1]%xzy+n)%xzy*inv[i]%xzy; if(t<=k) ans=t;
else for(int i=k+1;i<=t;i++) ans=(ans+f[i])%xzy;
for(int i=2;i<=n;i++) ans=((ll)ans*i)%xzy;
printf("%d\n",ans); return 0;
}