Atcoder 前缀和优化DP Candies

news2024/11/27 8:30:31

Candies - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

题意:

思路:

考虑DP

状态设计:

首先,因为是线性DP,dp[i]是必不可少的

然后去考虑一下决策,看看是什么东西影响了决策

对于第 i 个位置,可以给第 i 个人0到a[i]个糖果,因此有a[i]+1个决策

什么时候不能再给了呢,当糖果用完的时候不能给,因此我们要加一维,去维护已经一共给了多少糖果

设dpi][j],表示已经给到了第 i 个人,一共给了 j 个糖果的方案数

属性是方案数

状态转移:

所谓的状态转移就是是枚举上一个的状态,手段是枚举决策,决策不明显时也可以直接枚举上一个的状态

那么我们去枚举决策

对于第 i 个位置,决策是分0到a[i]个糖果给第 i 个人,即一共有a[i]+1个决策

对于一个位置 i 和决策 k ,上一个的状态仍未完全确定,我们还得去枚举上一层状态一共给了多少糖果

它可以是一共给了0个,也可以是一共给了K个

因此状态转移方程确定了:

dp[i][j]=\sum_{k=0}^{a[i]}dp[i-1][j-k],j\in [0,K]

初始化:

dp[0][0]=1

因此我们DP差不多就做好了

Code:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int mxn=1e2+10,mxv=1e5+10,mod=1e9+7;
#define int long long
int n,K;
int a[mxn],dp[mxn][mxv],sum[mxv];
signed main(){
    ios::sync_with_stdio(0),cin.tie(0),cout.tie(0);
    cin>>n>>K;
    for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i];
    dp[0][0]=1;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=0;j<=K;j++){
            for(int k=0;k<=min(a[i],j);k++){
                if(j<k) continue;
                dp[i][j]+=dp[i-1][j-k];
                dp[i][j]%=mod;
            }
        }
    }
    cout<<dp[n][K]%mod<<'\n';
}

但是这样暴力的DP复杂度是O(n*k*k)的,显然TLE

因此我们需要一些优化措施

前缀和优化:

注意到第 i 个位置的答案是由上一层i-1的区间和转移过来的,因此我们可以预处理第 i-1 层的前缀和,然后直接把第 i-1 层的前缀和数组做差即可

Code:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int mxn=1e2+10,mxv=1e5+10,mod=1e9+7;
#define int long long
int n,K;
int a[mxn],dp[mxn][mxv],sum[mxv];
int get(int l,int r){
    return l==0?sum[r]:(sum[r]-sum[l-1]+mod)%mod;
}
signed main(){
    ios::sync_with_stdio(0),cin.tie(0),cout.tie(0);
    cin>>n>>K;
    for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i];
    dp[0][0]=1ll;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        sum[0]=dp[i-1][0];
        for(int j=1;j<=K;j++) sum[j]=(sum[j-1]+dp[i-1][j])%mod;
        for(int j=0;j<=K;j++){
            dp[i][j]=get(max(j-a[i],0ll),j);
        }
    }
    /*for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=0;j<=K;j++) cout<<dp[i][j]<<" ";
        cout<<'\n';
    }*/
    cout<<dp[n][K]%mod<<'\n';
}

疑问:

如果设状态为第 i 个位置,还剩下多少糖没给的方案数,这样过不了样例,不知道为什么,好奇怪

WA Code:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int mxn=1e2+10,mxv=1e5+10,mod=1e9+7;
#define int long long
int n,K;
int a[mxn],dp[mxn][mxv],sum[mxv];
signed main(){
    ios::sync_with_stdio(0),cin.tie(0),cout.tie(0);
    cin>>n>>K;
    for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i],sum[i]=(sum[i-1]+a[i])%mod;
    dp[0][K]=1;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=K;j>=max(K-sum[i],0ll);j--){
            for(int k=min(a[i],j);k>=0;k--){
                //if(j<k) continue;
                dp[i][j]+=dp[i-1][j+k];
                dp[i][j]%=mod;
            }
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=0;j<=K;j++) cout<<dp[i][j]<<" ";
        cout<<'\n';
    }
    cout<<dp[n][0]%mod<<'\n';
}

总结:

前缀和优化:

当第 i 层的答案是由第 i-1 层的区间和转移过来的时候,考虑使用前缀和优化DP

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