波动数列
- 1.题目
- 2.基本思想
- 3.代码实现
1.题目
观察这个数列:
1 3 0 2 -1 1 -2 …
这个数列中后一项总是比前一项增加2或者减少3,且每一项都为整数。
栋栋对这种数列很好奇,他想知道长度为 n 和为 s 而且后一项总是比前一项增加 a 或者减少 b 的整数数列可能有多少种呢?
输入格式
共一行,包含四个整数 n,s,a,b,含义如前面所述。
输出格式
共一行,包含一个整数,表示满足条件的方案数。
由于这个数很大,请输出方案数除以 100000007 的余数。
数据范围
1
≤
n
≤
1000
,
1≤n≤1000,
1≤n≤1000,
−
1
0
9
≤
s
≤
1
0
9
,
−10^9≤s≤10^9,
−109≤s≤109,
1
≤
a
,
b
≤
1
0
6
1≤a,b≤10^6
1≤a,b≤106
输入样例:
4 10 2 3
输出样例:
2
样例解释
两个满足条件的数列分别是2 4 1 3和7 4 1 -2。
2.基本思想
DP
分析
设第一个数为 x x x,则第二个数为 x + d 1 x+d1 x+d1,第三个数为 x + d 1 + d 2 … x+d1+d2 … x+d1+d2…,(这里的 d 1 , d 2 d1,d2 d1,d2表示 a a a或者 − b −b −b,)则长度为n的
序列所有的项为:
x , x + d 1 , x + d 1 + d 2 , x + d 1 + d 2 + d 3 , … , x + d 1 + d 2 + … + d n − 1 x, x+d1, x+d1+d2, x+d1+d2+d3, …, x+d1+d2+…+dn−1 x,x+d1,x+d1+d2,x+d1+d2+d3,…,x+d1+d2+…+dn−1,又因为数列之和为s,所以转化成:
n ∗ x + ( n − 1 ) ∗ d 1 + ( n − 2 ) ∗ d 2 + ( n − 3 ) ∗ d 3 + … + d n − 1 = s n∗x+(n−1)∗d1+(n−2)∗d2+(n−3)∗d3+…+dn−1=s n∗x+(n−1)∗d1+(n−2)∗d2+(n−3)∗d3+…+dn−1=s,再在一步转化:
因为x是任意整数
,所以
(
s
−
(
(
n
−
1
)
d
1
+
(
n
−
2
)
d
2
+
(
n
−
3
)
d
3
+
…
+
d
n
−
1
)
)
(s−((n−1)d1+(n−2)d2+(n−3)d3+…+dn−1)) % n
(s−((n−1)d1+(n−2)d2+(n−3)d3+…+dn−1))一定为 0 ,
因此推出 s s % n == (n−1)d1+(n−2)d2+(n−3)d3+…+dn−1的和 % n s,
也就是两者的模 n n n的余数必须相同;
s s s是确定的,即最后就是要求 ( n − 1 ) d 1 + ( n − 2 ) d 2 + ( n − 3 ) d 3 + … + d n − 1 (n−1)d1+(n−2)d2+(n−3)d3+…+dn−1 (n−1)d1+(n−2)d2+(n−3)d3+…+dn−1这个式子的所有可能的和模 n n n的余数是 s s%n s的结果数
到这里就转化成了组合问题。
动态规划
1.状态表示:1.1集合: f [ i ] [ j ] f[i][j] f[i][j]:所有只考虑前i项取(
a
或-b
)且当前i个数的总和除以 n n n的余数是 j j j的方案的集合的数量
1.2属性:count
2.状态计算
递推关系:第i
个可以选a
或者-b
。
第i
个选a
,则前i个数的和为:
[ ( n − 1 ) d 1 + ( n − 2 ) d 2 + … + ( n − ( i − 1 ) ) d i − 1 + ( n − i ) a ] [(n−1)d1 +(n−2)d2 +…+(n−(i−1))di−1+(n−i)a] [(n−1)d1+(n−2)d2+…+(n−(i−1))di−1+(n−i)a]%n≡j%n
( n − 1 ) d 1 + ( n − 2 ) d 2 + … + ( n − ( i − 1 ) ) d i − 1 ≡ j − ( n − i ) a (n−1)d1 +(n−2)d2 +…+(n−(i−1))di−1≡j−(n−i)a (n−1)d1+(n−2)d2+…+(n−(i−1))di−1≡j−(n−i)a
因为 f [ i ] [ j ] f[i][j] f[i][j]代表的是组合数量,因为 j − ( n − i ) a j-(n-i)a j−(n−i)a是已经确定的数值,所以变化的数量在前面的和里面,可以推出
所以 f [ i ] [ j ] = f [ i − 1 ] [ j − a ( n − i ) ] f[i][j]=f[i−1][j−a(n−i)] f[i][j]=f[i−1][j−a(n−i)]
同理,如果选 − b , f [ i ] [ j ] = f [ i − 1 ] [ j + b ( n − i ) ] -b, f[i][j]=f[i−1][j+b(n−i)] −b,f[i][j]=f[i−1][j+b(n−i)]
f [ i ] [ j ] = f [ i − 1 ] [ j + b ( n − i ) ] + f [ i − 1 ] [ j − a ( n − i ) ] f[i][j]=f[i−1][j+b(n−i)]+f[i−1][j−a(n−i)] f[i][j]=f[i−1][j+b(n−i)]+f[i−1][j−a(n−i)]
3.代码实现
import java.util.Scanner;
public class _1214波动数列 {
static Scanner sc = new Scanner(System.in);
static int MOD = 100000007;
static int dp[][] = new int[1010][1010];
public static void main(String[] args) {
int n = sc.nextInt();
int s = sc.nextInt();
int a = sc.nextInt();
int b = sc.nextInt();
//初始化
dp[0][0] = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++)//枚举所有状态
for (int j = 0; j < n; j++)//枚举余数
dp[i][j] = (dp[i - 1][get_mod(j-(n-i)*a,n)] + dp[i - 1][get_mod(j+(n-i)*b,n)]) % MOD;
System.out.println(dp[n - 1][s % n]);
}
static int get_mod(int a, int b) {//求 a除以b的正余数
return (a % b + b) % b;
}
}