《P2973 [USACO10HOL] Driving Out the Piggies G》

题目描述

奶牛们制造了一种随机臭弹,目的是驱赶小猪。小猪文明由 N(2≤N≤300) 个小猪城市组成,这些城市编号为 1 到 N,通过 M(1≤M≤44,850) 条双向道路连接,具体由它们的不同端点 Aj​ 和 Bj​ 指定 (1≤Aj​≤N;1≤Bj​≤N)。小猪城市 1 总是与至少一个其他城市相连。

臭弹在小猪城市 1 部署。每小时(包括第一小时),它有 P/Q(1≤P≤1,000,000,1≤Q≤1,000,000;P≤Q) 的概率爆炸并污染它所在的城市。如果它没有爆炸,它会随机选择一条通往其他城市的道路并沿着它走,直到到达一个新城市。所有从一个城市出发的道路被选择的概率相同。

由于臭弹的随机性质,奶牛们想知道哪些城市最有可能被污染。给定小猪文明的地图以及臭弹在每个小时内爆炸的概率,计算每个城市被污染的概率。

例如,假设小猪文明由两个城市组成并且相连,臭弹从城市 1 开始,每次进入一个城市时有 21​ 的概率爆炸:

1--2

我们有以下可能的臭弹路径(最后一个城市是终点城市):

1: 1

2: 1-2

3: 1-2-1

4: 1-2-1-2

5: 1-2-1-2-1

等等。 要找到臭弹最终停留在城市 1 的概率,我们可以将上述每条路径的概率相加(具体来说,就是上述列表中每一个奇数编号的路径)。选择第 k 条路径的概率正好是 (1/2)k ------臭弹必须在前 k−1 次不留在它的城市(每次概率为 1−21​=21​),然后在最后一个城市停留(概率为 21​)。

因此,我们在城市 1 停留的概率由无穷级数 2∤k∑​(21​)k 表示。当我们无限地求和这些项时,最终得到的概率恰好是 32​,大约为 0.666666667。这意味着在城市 2 停留的概率是 31​,大约为 0.333333333。

输入格式

第 1 行:四个用空格分隔的整数:N,M,P,Q。

第 2 行到第 M+1 行:第 i+1 行描述一条道路,包含两个用空格分隔的整数:Aj​ 和 Bj​。

输出格式

第 1 行到第 N 行:在第 i 行,输出城市 i 被摧毁的概率,格式为浮点数。绝对误差最多为 10−6 的答案将被接受(注意,您应该输出至少 6 位小数以满足此要求)。

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题意翻译

输入输出样例

输入 #1复制

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2 1 1 2 
1 2 

输出 #1复制

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0.666666667 
0.333333333 

说明/提示

感谢 @Alpha 贡献 Special Judge。

代码实现:

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

inline int read()
{
	char ch=getchar();int x=0;bool f=0;
	for(;!isdigit(ch);ch=getchar())if(ch=='-')f=1;
	for(;isdigit(ch);ch=getchar())x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^48);
	if(f==1)x=-x;return x;
}

const int mn=200005;

struct ed
{
	int v, nex;
} e[mn];

int n, m, u, v, hd[mn], cnt=0, deg[505];
double a[505][505], p, q;

void add(int u, int v)
{
	e[++cnt].v=v;e[cnt].nex=hd[u];hd[u]=cnt;
}

int main()
{
	n=read(),m=read();cin>>p>>q;
	for(int i=1;i<=m;i++)
		u=read(),v=read(),add(u,v),add(v,u),deg[u]++,deg[v]++;
	
	a[1][n+1]=-p/q;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		a[i][i]=-1;
		for(int j=hd[i];j;j=e[j].nex)
		{
			int to=e[j].v;
			a[i][to]=1.0/deg[to]*(q-p)/q;
		}
	}
	
	for(int i=1;i<=n;++i)
	{
		int mid=i;
		for(int j=i+1;j<=n;++j)
			if(fabs(a[j][i])>fabs(a[mid][i]))
				mid=j;
		
		for(int j=1;j<=n+1;++j)
			swap(a[i][j],a[mid][j]);
		
		for(int j=1;j<=n;++j)
		{
			if(j!=i)
			{
				double t=a[j][i]/a[i][i];
				for(int k=i+1;k<=n+1;++k)
					a[j][k]-=a[i][k]*t;
			}
		}
	}
	
	for(int i=1;i<=n;++i)
		printf("%.9lf\n",a[i][n+1]/a[i][i]);
	
	return 0;
}