这只是个伪题解,请配合配合完整版英文食用。
想要解决本题,首先要思考两个问题:
1.如何在给定的局面下(即k=n+1),快速求出两个人赢得次数。
2.对于两个人做出的所有的决定进行暴力搜索,判断出那个决定是最优的,如何加速这个搜索过程。
先来考虑问题一:
首先考虑一个空的图,里面有\(n\)个点,我们定义\(G_0\)为原来的空图。每一个声称都是在上一个声称的基础上加上一个无向边\((a_i,b_i)\),同时第\(i\)个声称之后,图为\(G_i\)。这个图可能包含重边和环。
我们来模仿\(Claire\)来做决定,若在第\(i\)个声称中选择了\(a_i\),就将无向边\(a_i,b_i\)变为从\(b_i\)指向\(a_i\)的有向边。要让游戏继续下去,每个点入度最多为1.
我们定义\(G\)是一个无向图,\(f(G)\)为整个图在给每个边确定一个方向后,满足每个点的入度最多为1的不同图的个数。显然\(f(G_0)=1,f(G_1)=2\),接下来的\(f\)依赖于图\(G\)的形状。
对于一个图\(G\),我们考虑将图\(G\)划分连通块,显然在一个连通块里定向某条边并不影响其他连通块的定向,所以我们可以对每个连通块求一下个数,最后相乘。
考虑一个有\(m\)个点的连通块,它至少应该有\(m-1\)条边,让我们做以下分类讨论:
1.有\(m-1\)条边,我们可以从\(m\)个点里选出一个做根,然后所有的父亲指向儿子作为边的方向,所以一共\(m\)种。
2.有\(m\)条边,是一颗基环树,我们找到环,环上的边有两种定向方法,之后以环为根还按照父亲指向儿子。所以共有2种定向。
3.有至少\(m+1\)条边,根据鸽巢原理,至少有一个点的入度为2,所有共有0种定向。
接下来我们定义\(g(i)\)为在第\(i\)轮结束游戏的个数。显然\(Alice\)赢得次数为 \(g(2)+g(4)+g(6)+...\)对于i从1到n+1,有\(g(i)=f(G_{i-1})*2^{n+2-i}-f(G_i)*2^{n+1-i}.\)以下开始证明:首先我们知道\(f(G_{i-1})为前i-1\)个定向好之后图的个数,即\(Claire\)已经选择了\(i-1\)个游戏还没结束,那么之后的所有游戏一定在\(i,i+1,i+2...n+1\)轮游戏时结束游戏。一共\(n+1\)条边,已经有\(i-1\)定好了方向,剩下\(n+2-i\)条边没定方向(即没做选择),由于每轮有两个
选择所以后面的方案数为\(2^{n+2-i}\)。故在第\(i-1\)轮之后结束的游戏一共的场数为\(f(G_{i-1})*2^{n+2-i}\),同理,在\(i\)轮之后结束的游戏一共的场次为\(f(G_i)*2^{n+1-i}\),那么两者的差就是在第\(i\)轮结束游戏的场次了。证毕。
问题一解决了,接着看问题二:
其实他们的目标可以归结为:\(Alice\)希望自己赢得场次尽可能多,而\(Bob\)希望\(Alice\)赢得场次尽可能少。对于每一次声称,他们每个人都有多种选择,我们完全可以计算出他们所有选择中的最优解(对于\(Alice\)而言就是自己赢得多,\(Bob\)就是\(Alice\)赢得尽可能少)。这样直接做选择就行。
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