AGC041D Problem Scores

很久以前

过了几个月,yc

题目
构造一个值域为 \([1,n]\),长度为 \(n\) 的单调不降序列 \(a_1,a_2,\cdots,a_n\),并且使得 \(\forall 1\leq k\leq n-1\),都有任意 \(k\) 个数之和小于任意 \(k+1\) 个数之和。
求构造方案数,对 \(M\) 取模。
\(2\le n\le 5000,9\times 10^8<M<10^9\),\(M\) 是质数。

题解:

容易发现:

  • \(n\) 为偶数:只要前 \(\frac{n}2\) 个数之和大于后 \(\frac{n-2}2\) 个数之和;
  • \(n\) 为奇数:只要前 \(\frac{n+1}2\) 个数之和大于后 \(\frac{n-1}2\) 个数之和。

\(n\) 为偶数的情况略微复杂于 \(n\) 为奇数的情况,故以 \(n\) 为偶数为例。

只要后 \(\frac{n-2}2\) 个数之和减去前 \(\frac{n}2\) 个数之和为负(记为 \(m\))。

这里前 \(\frac{n}2\) 个数贡献为负,第 \(\frac{n+2}2\) 个数无关紧要,后 \(\frac{n-2}2\) 个数贡献为正。

因此令 \(b_i=\begin{cases}-a_i&(i\le \frac n2)\\0&(i=\frac{n+2}2)\\a_i&(i>\frac{n+2}2)\end{cases}\)

那么 \(a\) 序列和 \(b\) 序列是一一对应的。因此只要算有多少这样的 \(b\) 序列它的总和为负。


对于单调不降序列的计数,有这样一个套路:

\( \texttt{0 0 0}\cdots\texttt{0 0 0}\\ \texttt{0 0 0}\cdots\texttt{0 0 1}\\ \texttt{0 0 0}\cdots\texttt{0 1 1}\\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \cdots\\ \texttt{0 0 1}\cdots\texttt{1 1 1}\\ \texttt{0 1 1}\cdots\texttt{1 1 1}\\ \texttt{1 1 1}\cdots\texttt{1 1 1} \)

这是 \((n+1)\) 个长度为 \(n\) 的 01 串。

那么一个长度为 \(n\) 值域为 \([1,n]\) 的序列 可以对应 从以上 01 串取出 \(n\) 个来相加的一种方案(一个串可以取多次,最后一个串至少取一次)。

因此完全背包即可。


这时考虑刚刚那个计算 \(b\) 序列的个数的问题,类似构造这样的串 (以下是 \(n=6\) 的情况):

\( \texttt{ 0 0 0 0 0 0}\\ \texttt{ 0 0 0 0 0 1}\\ \texttt{ 0 0 0 0 1 1}\\ \texttt{ 0 0 0 0 1 1}\\ \texttt{ 0 0 -1 0 1 1}\\ \texttt{ 0 -1-1 0 1 1}\\ \texttt{-1 -1-1 0 1 1} \)
(虽然有两个串长得一模一样,但视为不同)

只要算,从以上串中取出 \(n\) 个来相加(一个串可以取多次,最后一个串至少取一次)且总和小于 \(0\) 的方案数。

又只跟总和有关,所以又等价于从 \(0,1,2,\cdots,2,1,0,-1\) 中取出 \(n\) 个来相加,总和小于 \(0\) 的方案数。(对 \(n\) 为奇数的情况,这个对应是差不多的)

注意到只有最后一个是负的,因此想要总和小于 \(0\) 就一定选了最后一个,这个限制相当于没有用。

先对非负的串做 DP,\(f_{i,j,k}\) 表示前 \(i\) 个串,取了 \(j\) 个,和为 \(k\) 的方案数。

答案即为 \(\sum_{j,k}f_{n,j,k}[k-(n-j)<0]=\sum_{j,k}f_{n,j,k}[j+k<n]\)

由于答案只和 \(j+k\) 有关,把 \(j\) 和 \(k\) 合成一维,就是一个完全背包,\(O(n^2)\)。

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