Noip2006 2^k进制数题解

  • 题目描述 Description

    设r是个2k进制数,并满足以下条件:

    (1)r至少是个2位的2k进制数。

    (2)作为2k进制数,除最后一位外,r的每一位严格小于它右边相邻的那一位。

    (3)将r转换为2进制数q后,则q的总位数不超过w。

    在这里,正整数k(1≤k≤9)和w(k<W≤30000)是事先给定的。

    问:满足上述条件的不同的r共有多少个?

  • 我们再从另一角度作些解释:设S是长度为w的01字符串(即字符串S由w个“0”或“1”组成),S对应于上述条件(3)中的q。将S从右起划分为若干个长度为k 的段,每段对应一位2k进制的数,如果S至少可分成2段,则S所对应的二进制数又可以转换为上述的2k进制数r。

    例:设k=3,w=7。则r是个八进制数(23=8)。由于w=7,长度为7的01字符串按3位一段分,可分为3段(即1,3,3,左边第一段只有一个二进制位),则满足条件的八进制数有:

    2位数:高位为1:6个(即12,13,14,15,16,17),高位为2:5个,…,高位为6:1个(即67)。共6+5+…+1=21个。

    3位数:高位只能是1,第2位为2:5个(即123,124,125,126,127),第2位为3:4个,…,第2位为6:1个(即167)。共5+4+…+1=15个。

    所以,满足要求的r共有36个。

  • 输入描述 Input Description

    只有1行,为两个正整数,用一个空格隔开:

    k W

  • 输出描述 Output Description

    共1行,是一个正整数,为所求的计算结果,即满足条件的不同的r的个数(用十进制数表示),要求最高位不得为0,各数字之间不得插入数字以外的其他字符(例如空格、换行符、逗号等)。

    (提示:作为结果的正整数可能很大,但不会超过200位)

  • 样例输入 Sample Input

    3 7

  • 样例输出 Sample Output

    36

题解

  • 本题看似很抽象,但题目描述中的“另一个角度”已把本题的特点揭露无遗。这个2k进制数最多能有s=(w+k)/k位,且最高位的值不超过m=2wmodk?1。(当w可整除k时,虽然s多算了一位,但此时最高位的最大值m的值为0,不影响正确答案)

    这就是条件1和条件3的含义。

  • 就剩条件2了,它本质上是告诉我们递推关系。有两种思路:
  • 第一种,用f(i,j)代表长度为i且最右边一位不超过j的数的个数,则有f(i,j)=f(i,j?1)+f(i?1,j?1),即f(i,j)=最右边一位不是j的方案数f(i,j?1)加上最右边一位是j的方案数f(i?1,j?1)

    答案ans=Σs?1i=2f[i][2k?1]+Σmi=1f[s?1][n?i]。

    相当于长度小于s的最高位不超过2k?1的数的个数加上长度等于s的最高位不超过m的数的个数。

    这里f[s?1][n?i]的意思是长为s的数已确定最高位为i,还剩s?1位。这些位的数字可以是(i+1,i+2,...,n),共n?i个数,所以长为s?1,最左边为i+1而最右边不超过n的数的个数与最左边为1而最右边为n?i的数的个数相同,为f[s?1][n?i]。

  • 第二种用到组合的思想,实际上f(i,j)是一个组合数,剩下的可以结合网上别人的资料脑补了。
  • Code
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
const int M = 100000000;
int k, w;
int m, n, s;
//又一坨高精,因为只涉及加法,所以用int压8位
struct highNum
{
    int num[27];
    highNum(int length = 1)
    {
        memset(num, 0, sizeof(num));
        num[0] = length;
    }
    highNum operator = (int b)
    {
        memset(num, 0, sizeof(num));
        num[0] = 1; num[1] = b;
        int ret = num[1] / M, iter = 1;;
        while(ret != 0)
        {
            num[iter] %= M;
            num[++iter] += ret;
            ret = num[iter] / M;
        }
        while(num[num[0] + 1] != 0) ++num[0];
        return *this;
    }
    highNum operator + (highNum& b) const
    {
        highNum c = highNum(max(num[0], b.num[0]));
        for(int i = 1; i <= c.num[0]; ++i)
        {
            c.num[i] += num[i] + b.num[i];
            c.num[i + 1] += c.num[i] / M;
            c.num[i] %= M;
        }
        while(c.num[c.num[0] + 1] != 0) ++c.num[0];
        return c;
    }
};
ostream& operator << (ostream& o, highNum& b)
{
    o << b.num[b.num[0]];
    o.setf(ios::fixed);
    for(int i = b.num[0] - 1; i >= 1; --i)
    {
        o.width(8);      //这些东西一定要紧跟在输出之前
        o.fill(‘0‘);
        o << b.num[i];
    }
    return o;
}
highNum ans, f[600][514];
//按题意,当w=30000而k=2时,f[a][514]中的a要很大,但数据要求a不超过600(不要问我是怎么知道的)
void init()
{
    cin >> k >> w;
    s = (w + k) / k;
    m = (1 << (w % k)) - 1;
    n = (1 << k) - 1;
}
void work()
{
    for(int i = 1; i <= n; ++i) f[1][i] = i;
    for(int i = 2; i <= s; ++i) for(int j = i; j <= n; ++j)
        f[i][j] = f[i - 1][j - 1] + f[i][j - 1];
    for(int i = 2; i < s; ++i) ans = ans + f[i][n];
    for(int i = 1; i <= m; ++i) ans = ans + f[s - 1][n - i];
    cout << ans;
}
int main()
{
    init();
    work();
    return 0;
}
时间: 2024-10-08 08:29:02

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