【五校联考5day1】登山

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mb5fdb0f93c5ca2 2019-02-22 12:21:00

文章标签 #define #include 卡特兰数打表学习 文章分类 后端开发

题目

描述

题目大意

给你一个n∗nn*nn∗n的网格图。从(0,0)(0,0)(0,0)开始，每次只可以向右或向上移动一格，并且不能越过对角线（即不能为x<yx<yx<y）。
网格图上面有一些障碍，不能经过障碍。
问从(0,0)(0,0)(0,0)到(n,n)(n,n)(n,n)的方案数

思考历程

说实话这题没有怎么特别仔细地思考过。
因为后面两题比较水，于是我就先做后面两题。可是后面两题的码量都有点大，于是没有时间了。
剩下的一点点时间里面完成30分暴力。
~~叫我半个gjy。~~

正解

先想想最简单的情况：C=0C=0C=0。
许多人发现了这种情况下就是裸的卡特兰数，可是为什么我即使打表也没有发现？
还是推一下吧。
首先答案为不考虑是否经过对角线的所有方案减去经过对角线的所有方案。
前者比较显然，即为C2nnC_{2n}^nC2nn。可以将右移看作000，将上移看做111，那么这就是一个有nnn个000和nnn个111的排列。
然后就是如何求后者。
借用题解的图：
【五校联考5day1】登山_#include_02
作出直线y=x+1y=x+1y=x+1，即图中粉色的线。
如果越过对角线，那么一定经过粉色的这条线。
【五校联考5day1】登山_学习_03
（这张图里面已经有解析了）
对于一条经过粉色线的路径，选任意一个交点，将这个点到终点的路径关于粉色线对称。
容易发现其实经过粉线再到达终点的方案数等于到达终点对称点的方案数。
终点对称点的坐标为(n−1,n+1)(n-1,n+1)(n−1,n+1)，所以方案数为C2nn−1C_{2n}^{n-1}C2nn−1。
用总数减去它即可。

现在考虑如何求C=1C=1C=1的情况。
很容易想到总数减去必须经过障碍的个数。
两点之间的方案数同样是作对称考虑，类似的。

看看这题CCC最多为100010001000，很小。
先将所有的点排序。
考虑DP，设fif_ifi表示从起点到达第iii个障碍，不经过其它障碍的方案数。
总数就是起点到它的方案数，然后枚举先前的点，求同时经过这两个点的方案数。
方程为fi=dis(0,i)−∑j=1i−1dis(j,i)×fjf_i=dis(0,i)-\sum_{j=1}^{i-1}dis(j,i)\times f_jfi=dis(0,i)−∑j=1i−1dis(j,i)×fj。
为了方便计算，可以设置第n+1n+1n+1个点，答案就是fn+1f_{n+1}fn+1

代码

using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 100000
#define maxC 1001
#define mo 1000000007
int n,c;
struct DOT{
	int x,y;
} d[maxC+2];
inline bool cmpd(const DOT &a,const DOT &b){
	return a.x<b.x || a.x==b.x && a.y<b.y;
}
long long fac[N*2+1],inv[N*2+1];
inline long long my_pow(long long x,int y){
	long long res=1;
	for (;y;x=x*x%mo,y>>=1)
		if (y&1)
			res=res*x%mo;
	return res;
}
inline long long C(int m,int n){
	if (n<0)
		return 0;
	return fac[m]*inv[n]%mo*inv[m-n]%mo;
}
inline long long calc(int u,int v){
	return (C((d[v].x-d[u].x)+(d[v].y-d[u].y),d[v].x-d[u].x)-C(((d[v].y-1)-d[u].x)+((d[v].x+1)-d[u].y),(d[v].y-1)-d[u].x)+mo)%mo;
}
long long f[maxC+2];
int main(){
//	freopen("in.txt","r",stdin);
	scanf("%d%d",&n,&c);
	fac[0]=1,fac[1]=1;
	inv[0]=1,inv[1]=1;
	for (int i=2;i<=n*2;++i){
		fac[i]=fac[i-1]*i%mo;
		inv[i]=my_pow(fac[i],mo-2);
	}
	int tmp=0;
	for (int i=1;i<=c;++i){
		++tmp;
		scanf("%d%d",&d[tmp].x,&d[tmp].y);
		if (d[tmp].x<d[tmp].y)
			--tmp;
	}	
	c=tmp;
	d[++c]={n,n};
	sort(d+1,d+c+1,cmpd);
	for (int i=1;i<=c;++i){
		long long s=0;
		for (int j=1;j<i;++j)
			if (d[j].x<=d[i].x && d[j].y<=d[i].y)
				s=(s+f[j]*calc(j,i))%mo;
		long long t=calc(0,i);
		f[i]=(calc(0,i)-s+mo)%mo;
	}
	printf("%lld\n",f[c]);
	return 0;
}