LOJ 3089: 洛谷 P5319: 「BJOI2019」奥术神杖

题目传送门:LOJ #3089

题意简述:

有一个长度为 \(n\) 的母串,其中某些位置已固定,另一些位置可以任意填。

同时给定 \(m\) 个小串,第 \(i\) 个为 \(S_i\),所有位置都已固定,它的价值为 \(V_i\)。

每次每个小串在母串中出现一次,便会给答案的多重集贡献一个 \(V_i\)。

最终的答案为多重集的几何平均数,定义空集的几何平均数为 \(1\)。

请你求出一个合法母串(往可以填的位置填合法字符)使得答案最大。

\(1\le n,s\le 1501\),\(1\le V_i\le \max V=10^9\),其中 \(\displaystyle s=\sum_{i=1}^{m}|S_i|\)。

题解:

假设多重集的大小为 \(c\),第 \(i\) 个元素为 \(w_i\),则 \(\displaystyle\mathrm{Ans}=\sqrt[c]{\prod_{i=1}^{c}w_i}\)。

两边取对数,有 \(\displaystyle\ln\mathrm{Ans}=\frac{1}{c}\sum_{i=1}^{c}\ln w_i\),转化为经典的 0/1 分数规划问题。

二分答案,若等式右边大于 \(\mathrm{mid}\),则有:

\(\begin{aligned}\frac{1}{c}\sum_{i=1}^{c}\ln w_i&>\mathrm{mid}\\\sum_{i=1}^{c}\ln w_i&>c\cdot\mathrm{mid}\\\sum_{i=1}^{c}(\ln w_i-\mathrm{mid})&>0\end{aligned}\)

所以,建出小串的 AC 自动机,然后二分答案后在 AC 自动机上 DP 判断不等式是否满足。

DP 时每个小串的权值设为 \(\ln V_i-\mathrm{mid}\),注意要记录最佳转移点,以输出方案。

下面是代码,复杂度 \(\mathcal{O}(s\Sigma(\log\max V-\log\epsilon))\):

#include <cstdio>
#include <cmath> typedef double f64;
const int MN = 1505, Sig = 10;
const f64 eps = 1e-6, inf = 1e99; int N, M;
char T[MN]; char str[MN];
int ch[MN][Sig], fail[MN], sum[MN], cnt;
f64 val[MN]; inline void Insert(char *s, f64 v) {
int now = 0;
for (; *s; ++s) {
if (!ch[now][*s & 15]) ch[now][*s & 15] = ++cnt;
now = ch[now][*s & 15];
} ++sum[now], val[now] += v;
} int que[MN], l, r;
void BuildAC() {
fail[0] = -1;
que[l = r = 1] = 0;
while (l <= r) {
int u = que[l++];
for (int i = 0; i < Sig; ++i) {
if (ch[u][i]) {
int x = fail[u];
while (~x && !ch[x][i]) x = fail[x];
if (~x) fail[ch[u][i]] = ch[x][i];
que[++r] = ch[u][i];
}
else if (~fail[u]) ch[u][i] = ch[fail[u]][i];
}
}
for (int i = 2; i <= r; ++i)
sum[que[i]] += sum[fail[que[i]]],
val[que[i]] += val[fail[que[i]]];
} f64 f[MN][MN];
int g[MN][MN][2];
char AT[MN];
inline f64 DP(f64 V) {
for (int j = 0; j <= cnt; ++j) val[j] -= sum[j] * V;
for (int i = 0; i <= N; ++i)
for (int j = 0; j <= cnt; ++j)
f[i][j] = -inf;
f[0][0] = 0;
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j <= cnt; ++j) {
if (f[i][j] == -inf) continue;
if (T[i] == '.') {
for (int k = 0; k < Sig; ++k) {
int _j = ch[j][k];
if (f[i + 1][_j] < f[i][j] + val[_j])
f[i + 1][_j] = f[i][j] + val[_j],
g[i + 1][_j][0] = j,
g[i + 1][_j][1] = k;
}
}
else {
int _j = ch[j][T[i] & 15];
if (f[i + 1][_j] < f[i][j] + val[_j])
f[i + 1][_j] = f[i][j] + val[_j],
g[i + 1][_j][0] = j,
g[i + 1][_j][1] = T[i] & 15;
}
}
}
for (int j = 0; j <= cnt; ++j) val[j] += sum[j] * V;
int ans = 0;
for (int j = 1; j <= cnt; ++j)
if (f[N][j] > f[N][ans]) ans = j;
for (int i = N, j = ans; i >= 1; --i)
AT[i - 1] = g[i][j][1] | 48,
j = g[i][j][0];
return f[N][ans];
} int main() {
scanf("%d%d", &N, &M);
scanf("%s", T);
for (int i = 1; i <= M; ++i) {
f64 v;
scanf("%s%lf", str, &v);
Insert(str, log(v));
}
BuildAC();
f64 l = 0, r = log(1e9 + 5), mid, ans = 0;
while (r - l > eps) {
mid = (l + r) / 2;
if (DP(mid) > 0) ans = mid, l = mid;
else r = mid;
}
DP(ans);
printf("%s\n", AT);
return 0;
}
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