【题解】[UTPC2024] C.Card Deck

题目链接,感觉是计数神题。

原题的模型是每一步可以选择顶部 k k k 张牌的一个子集 X i X_i Xi(可以为空)放在袋中,求 m m m 轮之后所有可能的袋子里牌所组成的集合的大小之和。考虑进行转化,只考虑前 k k k 张牌,每张牌都有一个属性 t i ∈ { 0 , 1 , ⋯   , m } t_i \in \{0,1,\cdots,m\} ti∈{0,1,⋯,m}。若 t i = 0 t_i = 0 ti=0,表示这张牌永远不会被放入袋子中,否则表示这张牌会在第 t i t_i ti 轮被放入袋子中。若 S j S_j Sj 表示第 j j j 轮后袋子里的数,最后求 ∑ i = 1 m ∣ S j ∣ \sum \limits_{i = 1}^m |S_j| i=1∑m∣Sj∣。

设两个模型为 A , B A,B A,B,下证明两个模型等价。

证明

  • A → B A \to B A→B

    对于 ∀ i ∈ 1 , k \forall i \in 1,k ∀i∈1,k,若 i ∈ X j i \in X_j i∈Xj 则有 t i = j t_i = j ti=j,否则 t i = 0 t_i = 0 ti=0。

  • B → A B \to A B→A

    在进行第 j j j 步前,所有 t i < j t_i < j ti<j 的牌都已经放入袋中,总共有 ∣ { i ∣ t i < j } ∣ |\{i \mid t_i < j\}| ∣{i∣ti<j}∣ 张。由于放入袋中后会进行补位,也就是说我们并不关心补进来的是哪一张真正的原始牌,当进行第 j j j 步前,牌堆的前 k k k 张牌一定存在所有 t i = j t_i = j ti=j 的牌,也就是说第 j j j 步删掉 { i ∣ t i = j } \{i \mid t_i = j\} {i∣ti=j} 是合法操作。

因此可以对每一张牌单独计算贡献。也就是 ∑ i = 1 m ∣ S j ∣ = ∑ i = 1 k 1 t i > 0 = ∑ i = 1 k t i \sum \limits_{i = 1}^m |S_j| =\sum \limits_{i = 1}^k \bold{1}{t_i > 0} = \sum \limits{i = 1}^k t_i i=1∑m∣Sj∣=i=1∑k1ti>0=i=1∑kti

。共有 k k k 张牌,所有合法的 { t i } \{t_i\} {ti} 的方案数为 ( m + 1 ) k (m + 1)^k (m+1)k。强制令 t i = j t_i = j ti=j,则这张牌的贡献为 ( m + 1 ) k − 1 (m + 1)^{k - 1} (m+1)k−1。由于 t i ∈ { 0 , 1 , ⋯   , m } t_i \in \{0,1,\cdots,m\} ti∈{0,1,⋯,m},则这张牌出现在集合里的次数为 ( 0 + 1 + ⋯ + m ) × ( m + 1 ) k − 1 (0 + 1 + \cdots + m) \times (m + 1)^{k - 1} (0+1+⋯+m)×(m+1)k−1,即 m ( m + 1 ) k 2 \frac{m(m + 1)^k}{2} 2m(m+1)k。再由于 k k k 张牌等价,所以最后的答案为

k m ( m + 1 ) k 2 \dfrac{km(m + 1)^k}{2} 2km(m+1)k

相关推荐
wzdark1 小时前
基于堆的优先队列实现原理与复杂度分析4
算法
老王熬夜敲代码3 小时前
BLAKE3:最快的密码学哈希函数
算法·密码学·哈希算法
hansang_IR3 小时前
【题解】P4460 [CQOI2018] 解锁屏幕
c++·算法
见闻小天地4 小时前
简博斯JG-C系列彩色激光同轴位移计:摄像头模组对位与行程测量的技术价值观察
人工智能·算法
ChampaignWolf4 小时前
在 SAP S/4HANA 内部基于 ICF Handler 从零实现 ABAP MCP Server:架构、代码与踩坑实录
c++·架构·sap·abap·mcp
葫三生4 小时前
《论三生原理》神话学构想与“神话历史”理论、《古史中的神话》思路异同?
大数据·人工智能·科技·深度学习·算法
liliangcsdn5 小时前
因子分析指标概念与示例
算法·机器学习
尘客-追梦5 小时前
Day 01:插件化之前,先看清 ABI 这堵墙
开发语言·c++·qt
SupL!6 小时前
LoftQ原理
算法
有点。6 小时前
*C++哈夫曼树与哈夫曼编码
java·c++·servlet