- 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
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- 样例输出 Sample Output
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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;
}