题目传送门(内部题5)
输入格式
一行两个整数k、mod,意义见上。
输出格式
一行一个整数,代表答案。
样例
样例输入1:
2 100
样例输出1:
9
样例输入2:
3 1000
样例输出2:
245
样例输入3:
20 998244353
样例输出3:
450500168
数据范围与提示
样例解释:
对于第一组样例,将节点如图编号,共有9条不同的路径:1,2,3,1-2,2-1,1-3,3-1,2-1-3,3-1-2。
限制与约定:
对于10%的数据,$k \leqslant 4$。
对于40%的数据,$k \leqslant 10$。
对于60%的数据,$k \leqslant 100$。
另有10%的数据,$mod=998244353$。
对于所有数据,$1 \leqslant k \leqslant 300,1 \leqslant mod \leqslant {10}^9$。
题解
有谁能想到DP?举个爪
显然k-超级树是由两个(k-1)-超级树合在一起加了个根组成的。
那么好吧,确定了是个DP,但是又有谁能想到DP的意义呢?
定义dp[i][j]表示一棵i-超级树,有j条没有公共点的路径的方案数。
好像说的有点乱,那么我们拿样例来唠两句:
dp[2][1]=9,这很显然,就是样例解释中那9种方案。
dp[2][2]=7,这七种方案分别是(1,2),(1,3),(2,3),(2,1-3),(2,3-1),(3,1-2),(3,2-1)。
dp[2][3]=1,这种方案是(1,2,3)。
dp[2][4]=0,因为一共只有3个点,所以我们找不到方案了。
现在开始来推式子吧~
我们来考虑dp[i]对dp[i+1]的贡献:枚举左子树的路径条数l和有子树的路径条数r,记$num=dp[i][l] \times dp[i][r]$。
转移分一下五种情况:
1.什么也不做:$dp[i+1][l+r]+=num$。
2.跟自己作为一条新路径:$dp[i+1][l+r+1]+=num$,不要忘了根本身还有一条。
3.根连接到左子树(或右子树)的某条路径上:$dp[i+1][l+r]+=2 \times num \times (l+r)$。
对于3的理解:从左子树里选一条边,延长其终点,连接根的路径条数为$sum \times l$;同理,将起点做如上操作,路径条数也为$sum \times l$;再同理,右子树也是这种操作,路径条数为$2 \times sum \times r$;总的路径条数即为:$dp[i+1][l+r]+=2 \times num \times (l+r)$。
4.根连接左子树和右子树的各一条路径:$dp[i+1][l+r-1]+=2 \times num \times l \times r$。
对于4的理解:从左子树中选一条边,延长其终点,经根节点连向有子树中一条边的起点,路径条数为:$sum \times l \times r$;同理,从右子树中选一条边也是如此,总的路径条数为:$dp[i+1][l+r-1]+=2 \times num \times l \times r$。
5.根连接左子树(或右子树)的两条路径:$dp[i+1][l+r-1]+=num \times (l \times (l-1)+r \times (r-1))$。
对于5的理解:左子树中选一条边的终点连向根节点,再将这条边继续延长,连向做字数中另外一条边的起点,路径条数为:$num \times (l \times (l-1))$;右子树中也是如此,路径条数为:$num \times (r \times (r-1))$;总的路径条数即为:$dp[i+1][l+r-1]+=num \times (l \times (l-1)+r \times (r-1))$。
边界为$dp[1][0]=dp[1][1]=1$,答案为$dp[k][1]$。
看起来第二维状态可能有$2^k$那么大,但注意到从$dp[i]$转移到$dp[i+1]$时,路径的条数最多减少1条,因此第二维只有$k$个状态对最终的状态有影响,只$dp$这些状态即可。
时间复杂度$O(k^3)$。
代码时刻
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int k;
long long mod,num;
long long dp[310][310];
int main()
{
dp[1][0]=dp[1][1]=1;
scanf("%d%lld",&k,&mod);
for(int i=1;i<k;i++)
for(int l=0;l<=k-i+1;l++)
for(int r=0;r<=k-i-l+2;r++)
{
num=dp[i][l]*dp[i][r]%mod;
dp[i+1][l+r]=(dp[i+1][l+r]+num)%mod;//情况1
dp[i+1][l+r+1]=(dp[i+1][l+r+1]+num)%mod;//情况2
dp[i+1][l+r]=(dp[i+1][l+r]+2*num*(l+r))%mod;//情况3
dp[i+1][l+r-1]=(dp[i+1][l+r-1]+2*num*l*r)%mod;//情况4
dp[i+1][l+r-1]=(dp[i+1][l+r-1]+num*(l*(l-1)+r*(r-1)))%mod;//情况5
}
printf("%lld",dp[k][1]%mod);
return 0;
}
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