二维积水(DP优化)
阅读原文时间:2023年07月09日阅读:4

题面

在二向箔爆发前的时间里,宇宙中就有一个叫地球的星球,上面存在过奴隶主,后来绝迹了……

——《第三维的往事》

在这个美丽的二维宇宙中,有一个行星叫地圆。地圆有一条大陆叫美洲,上面生活着一个奴隶主,叫

S

Y

SY

SY ,经营着数不清的☻奴隶在一条长为

N

m

N~\tt m

N m 的种植园上劳作。

奴隶们苦不堪言,因为这条种植园地势崎岖。具体地说,从左到右第

i

i

i 块长为

1

m

1~\tt m

1 m 的地高度为(正整数)

h

i

m

h_i ~\tt m

hi​ m ,并且种植园左边和右边的广阔荒地出奇的平坦和低洼,它们的高度都是

0

0

0 。

另外,奴隶们还很怕下雨,因为雨只会在种植园上空下,一旦下雨,就会积水(水面线是平的,积水原则和实际相符)。而且每次的雨都足够大,会下到积水量不再增加为止。

// Sample #1, widened
..............
..........##..
..##~~~~~~##..
..##~~##~~##..
..##~~##~~##..
########~~####
##############

S

Y

SY

SY 在每次下雨后都会统计一次棉花产出,他发现,如果雨停后残留的积水总量(单位:

m

2

\tt m^2

m2)为偶数,那么棉花的产出会非常高。

于是

S

Y

SY

SY 决定发动奴隶们铲地,把刚好

K

K

K 块长为

1

m

1~\tt m

1 m 的地高度铲为

0

0

0 ,使得下一次来雨后,积水的总量为偶数。

由于二维宇宙的电子计算机太慢了,于是他把数据发给了三维宇宙的你,询问总共

(

N

K

)

{N\choose K}

(KN​) 种方案中,有多少种铲地方案可以达到他的要求。答案对

1

0

9

+

7

\tt 10^9+7

109+7 取模。

第一行两个整数

N

,

K

N,K

N,K 。

第二行一个长为

N

N

N 的正整数数列

h

h

h 。

每行的数字之间以空格分隔。

1

N

25000

,

1

h

i

1

0

9

,

1

K

min

(

25

,

N

1

)

1\leq N\leq25000,1\leq h_i\leq 10^9,1\leq K\leq \min(25,N-1)

1≤N≤25000,1≤hi​≤109,1≤K≤min(25,N−1).

一个取模后的整数表示答案。

Input #1

7 1
2 5 2 4 1 6 2

Output #1

4

Input #2

18 8
6 3 2 2 2 1 5 1 2 2 5 5 5 4 6 4 4 1

Output #2

21931

题解

我们设简单一点的

D

P

DP

DP 状态,令

d

p

l

[

i

]

[

j

]

dpl[i][j]

dpl[i][j] 为前

i

1

i-1

i−1 块地中选了

j

j

j 块地铲掉,第

i

i

i 块地在保留地中最高(允许前面有和

**

i

i

**

i 等高的保留地) 的奇/偶方案数。没错,他是个二元组

(

,

)

(奇方案,偶方案)

(奇方案,偶方案)。这种二元组的乘法定义为

(

a

,

b

)

×

(

c

,

d

)

=

(

a

c

+

b

d

,

a

d

+

b

c

)

(a,b)\times(c,d)=(ac+bd,ad+bc)

(a,b)×(c,d)=(ac+bd,ad+bc) ,即两个不相干的地区的方案合并。定义加法为

(

a

,

b

)

+

(

c

,

d

)

=

(

a

+

c

,

b

+

d

)

(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d)

(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d) ,即同一性质的方案数累加。接下来就好做了。

转移比较恶心,感性理解吧:枚举

i

i

i 前面第二高的地

y

y

y (可以与

**

i

i

**

i 等高),从

d

p

l

[

y

]

[

j

c

n

t

]

dpl[y][j-cnt]

dpl[y][j−cnt] 转移到

d

p

l

[

i

]

[

j

]

dpl[i][j]

dpl[i][j] ,其中

c

n

t

cnt

cnt 为区间

(

y

,

i

)

(y,i)

(y,i) 内高度大于等于

h

y

h_y

hy​ 的土地个数,这些土地都是必须要铲的。再算上区间

(

y

,

i

)

(y,i)

(y,i) 内自由地的铲除方案,合在

d

p

l

[

y

]

[

i

c

n

t

]

dpl[y][i-cnt]

dpl[y][i−cnt] 里面一并转移过来。把

i

i

i 算好后,动态维护前面土地的转移数组,若

h

y

>

h

i

h_y>h_i

hy​>hi​,那么接下来的计算中,

i

i

i 都算作

y

y

y 转移时的自由地,于是把

i

i

i 铲与不铲的方案算进

d

p

l

[

y

]

dpl[y]

dpl[y] 中作为“转移用

d

p

l

[

y

]

dpl[y]

dpl[y]”,后面的土地再计算好后,同样地看情况算进“转移用

d

p

l

dpl

dpl”数组中。我们会发现,每时每刻可以用来转移的

y

y

y 最多只有

K

K

K 个左右,往往是最高的

K

K

K 个(相等的就是最靠右的优先)。因此复杂度

O

(

N

K

2

)

O(NK^2)

O(NK2) 。

我们还得计算类似的

d

p

r

[

i

]

[

j

]

dpr[i][j]

dpr[i][j] ,表示在第

i

i

i 块地右边的地选

j

j

j 块铲掉,不过此时不允许后面有高度大于等于

i

i

i 的保留地。而且转移中的所有细节取等与否是相反的(详见上方标黑,转移地不可与

i

i

i 等高,大于等于变成大于,但是等高的转移地仍然是最靠右的优先)。

最后我们把每个

d

p

l

[

i

]

[

j

]

×

d

p

r

[

i

]

[

K

j

]

dpl[i][j]\times dpr[i][K-j]

dpl[i][j]×dpr[i][K−j] 都贡献给答案。这相当于枚举了铲地后最高的那块地(等高的地以右为尊)。

CODE

唉,算了,如果没看懂可以看代码或者自己想。

#include<set>
#include<map>
#include<stack>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<queue>
#include<bitset>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define MAXN 25005
#define LL long long
#define ULL unsigned long long
#define UI unsigned int
#define DB double
#define ENDL putchar('\n')
#define lowbit(x) (-(x) & (x))
#define FI first
#define SE second
#define eps (1e-4)
#define MI map<LL,int>::iterator
#pragma GCC optimize(2)
int xchar() {
    static const int SZ = 1000005;
    static char ss[SZ];
    static int pos = 0,len = 0;
    if(pos == len) pos = 0,len = fread(ss,1,SZ,stdin);
    if(pos == len) return -1;
    return ss[pos ++];
}
LL xread() {
    LL f=1,x=0;int s = xchar();
    while(s < '0' || s > '9') {if(s=='-')f = -f;s = xchar();}
    while(s >= '0' && s <= '9') {x=x*10+(s^48);s = xchar();}
    return f*x;
}
LL read() {
    LL f=1,x=0;char s = getchar();
    while(s < '0' || s > '9') {if(s=='-')f = -f;s = getchar();}
    while(s >= '0' && s <= '9') {x=x*10+(s-'0');s = getchar();}
    return f*x;
}
void putpos(LL x) {
    if(!x) return ;
    putpos(x/10); putchar('0'+(x%10));
}
void putnum(LL x) {
    if(!x) putchar('0');
    else if(x < 0) putchar('-'),putpos(-x);
    else putpos(x);
}
void AIput(LL x,char c) {putnum(x);putchar(c);}

const int MOD = 1000000007;
int n,m,s,o,k;
int h[MAXN];
struct it{
    int n0,n1;
    it(){n0=n1=0;}
    it(int ev,int od){n0=ev;n1=od;}
};
it& operator += (it &a,it b) {
    (a.n0 += b.n0) %= MOD;
    (a.n1 += b.n1) %= MOD;
    return a;
}
it operator + (it a,it b) {
    (a.n0 += b.n0) %= MOD;
    (a.n1 += b.n1) %= MOD;
    return a;
}
it operator * (it a,it b) {
    it c;c.n0 = (a.n1*1ll*b.n1%MOD + a.n0*1ll*b.n0%MOD)%MOD;
    c.n1 = (a.n1*1ll*b.n0%MOD + a.n0*1ll*b.n1%MOD)%MOD;
    return c;
}
set<pair<int,int> > st;
it dp[MAXN][30];
it fl[MAXN][30],fr[MAXN][30];
map<int,int> mp;
vector<int> bu[MAXN];
int nm;
struct tr{
    int ls,rs;
    LL nm; int ct;
    tr(){ls=rs=nm=ct=0;}
}tre[MAXN*42];
int CNT = 0;
int addtree(int a,int x,int al,int ar,int y) {
    if(al > x || ar < x) return a;
    tre[++CNT] = tre[a]; a = CNT;
    tre[a].nm += y; tre[a].ct ++;
    if(al == ar) return a;
    int md = (al + ar) >> 1;
    tre[a].ls = addtree(tre[a].ls,x,al,md,y);
    tre[a].rs = addtree(tre[a].rs,x,md+1,ar,y);
    return a;
}
void gettree(int a,int l,int r,int al,int ar,int &c,LL &y) {
    if(l > r || al > r || ar < l || !a) return ;
    if(al >= l && ar <= r) {c += tre[a].ct,y += tre[a].nm;return ;}
    int md = (al + ar) >> 1;
    gettree(tre[a].ls,l,r,al,md,c,y);
    gettree(tre[a].rs,l,r,md+1,ar,c,y);
    return ;
}
int rt[MAXN];
LL su[MAXN];
int cnc[MAXN];
int main() {
    freopen("rain.in","r",stdin);
    freopen("rain.out","w",stdout);
    n = read();m = read();
    for(int i = 1;i <= n;i ++) {
        h[i] = read();
        su[i] = su[i-1] + h[i];
        mp[h[i]] = 1;
    }
    for(auto i = mp.begin();i != mp.end();i ++) {i->SE = ++ nm;}
    for(int i = 1;i <= n;i ++) bu[mp[h[i]]].push_back(i);
    for(int i = nm;i > 0;i --) {
        rt[i] = rt[i+1];
        for(int j = 0;j < (int)bu[i].size();j ++) {
            rt[i] = addtree(rt[i],bu[i][j],1,n,h[bu[i][j]]);
        }
    }
    rt[0] = rt[1];
    st.insert(make_pair(0,0));
    dp[0][0].n0 = 1;
    for(int i = 1;i <= n;i ++) {
        int cn = 0;
        for(auto j = st.begin();j != st.end() && cn <= m;j ++) {
            int y = -j->SE;
            if(h[y] > h[i]) {cn ++;continue;}
            int cc = 0; LL qu = 0;
            qu = 0;
            gettree(rt[mp[h[y]]],y+1,i-1,1,n,cc,qu);
            cn = cnc[y];
            if(cn > m) break;
            LL sm = h[y]*1ll*(i-y-1) - (su[i-1]-su[y]-qu);
            for(int k = cc;k <= m;k ++) {
                it tm = dp[y][k - cc];
                if(sm & 1) swap(tm.n0,tm.n1);
                dp[i][k] += tm;
            }
        }
        memcpy(fl[i],dp[i],sizeof(fl[i]));
        cn = 0;
        it my = it(h[i]%2 == 0,h[i]%2);
        for(auto j = st.begin();j != st.end() && cn <= m;j ++,cn ++) {
            int y = -j->SE;
            if(cnc[y] > m) break;
            if(h[y] > h[i]) {
                for(int k = m;k > 0;k --) {
                    dp[y][k] += dp[y][k-1]*my;
                }
                cnc[i] ++;
            }
            else cnc[y] ++;
        }
        st.insert(make_pair(-h[i],-i));
    }
    st.clear();
    st.insert(make_pair(0,-n-1));
    dp[n+1][0].n0 = 1;
    cnc[n+1] = 0;
    for(int i = 1;i <= n;i ++) {
        cnc[i] = 0;
        for(int j = 0;j <= m;j ++) dp[i][j] = it();
    }
    for(int i = n;i > 0;i --) {
        int cn = 0;
        for(auto j = st.begin();j != st.end() && cn <= m;j ++) {
            int y = -j->SE;
            if(h[y] >= h[i]) {cn ++;continue;}
            int cc = 0; LL qu = 0;
            gettree(rt[mp[h[y]]+1],i+1,y-1,1,n,cc,qu);
            cn = cnc[y];
            if(cn > m) break;
            LL sm = h[y]*1ll*(y-i-1) - (su[y-1]-su[i]-qu);
            for(int k = cc;k <= m;k ++) {
                it tm = dp[y][k - cc];
                if(sm & 1) swap(tm.n0,tm.n1);
                dp[i][k] += tm;
            }
        }
        memcpy(fr[i],dp[i],sizeof(fr[i]));
        cn = 0;
        it my = it(h[i]%2 == 0,h[i]%2);
        for(auto j = st.begin();j != st.end() && cn <= m;j ++) {
            int y = -j->SE;
            if(cnc[y] > m) break;
            if(h[y] >= h[i]) {
                for(int k = m;k > 0;k --) {
                    dp[y][k] += dp[y][k-1]*my;
                }
                cnc[i] ++;
            }
            else cnc[y] ++;
        }
        st.insert(make_pair(-h[i],-i));
    }
    int ans = 0;
    for(int i = 1;i <= n;i ++) {
        for(int j = 0;j <= m;j ++) {
            it nw = fl[i][j] * fr[i][m-j];
            (ans += nw.n0) %= MOD;
        }
    }
    if(m == n) (ans += 1) %= MOD;
    AIput(ans,'\n');
    return 0;
}

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