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动态规划之数列


题目描述

有这样一种数列 a1​,a2​,⋯an​,其中 a1​=0,且对任意一项 ai​ 满足 ∣ai​−ai+1​∣=1(1≤i<n)。设 s=∑i=1n​ai​=a1​+a2​+⋯+an​,表示前 n 项之和

现在给出数列长度 n 与数列前 n 项之和 s,要求:

输出满足条件的数列的总数对 264 取模后的结果。

输出满足条件的 100 个数列(如果不满 100 个就全部输出)。

输入格式

输入只有一行两个整数,分别表示数列长度 n 与数列之和 s。

输出格式

本题存在 Special Judge

在第一行输出一行一个整数 t,表示满足条件的数列总数对 264 取模后的结果。

接下来若干行,每行 n 个整数,表示一个数列。

输入输出样例

输入 #1复制

4 0

输出 #1复制

20 -1 0 10 1 0 -1

题解:

假如每一个数字都比前面的一个数字大 1,即数列为 0,1,2,3,4,5,…,n−1,那么这个数列的和为 sum=2n(n−1)​,我们发现 n≤100,那么 sum≤4950,所以如果题目要求的 s>sum,那么一定无解,因为这个数列再大也大不过 sum,更不可能到达 s 了。

反过来,如果一个数字比前面一个数字小 1,即数列为 0,−1,−2,−3,−4,−5,…,−(n−1),那么这个数列的和为 sum=−2n(n−1)​,我们发现 n≤100,那么 sum≥−4950。

所以 −263≤s≤263 是吓你的,真正有用的 −4950≤s≤4950。


接下来,我们来探究一个位子 u 上的数字变化对数组的和 sum 的影响。

如果 au​=au−1​+1,现在改成 au​=au−1​−1,那么从 u 开始的每一个数字都会减去 2。

那么数组的和 sum 就会减去 2(n−u+1)。


那么,我们可以想到让每一个数字都等于前面一个数字 +1,那么和就是 2n(n−1)​。

但是我们想让其变为题目要求的 s,那么要减去的数字就是 k=2n(n−1)​−s。

那么我们只能将有些数字间的 +1,换成 −1 才能达到减去 k 的目的。

那么根据前面对数字间关系的讨论,我们知道,我们要凑出很多个 i,使这些 i 对应的 2(n−i+1) 加起来等于 k 就行了,即让所有的 n−i+1 加起来等于 2k​ 即可。

当然了,如果 k 是奇数,那么一定无解。


我们考虑 DP,设 fi,j​ 表示已经凑到第 i 个数字,和为 j 的方案数。

开始时:f1,0​=1,

目标:fn,2k​​。

我们可以不选择第 i 个数字,fi,j​=fi−1,j​。

我们可以选择第 i 个数字,即在原有基础上加上 (n−i+1),fi,j​=fi−1,j−(n−i+1)​。

代码:

#include using namespace std;using i64 = long long;using ull = unsigned long long;const int N = 1010, M = 5010;ull f[N][M];int n, k;i64 s;int cnt;int m[N];void dfs(int u, int sum) { if (sum > (k >> 1)) return;if (u > n) {if (sum == (k >> 1)) {cnt++;i64 tmp = 0;for (int i = 1; i <= n; i++) {tmp += m[i];cout << tmp << \' \';}cout <= 100) {exit(0);}return;}m[u] = -1;dfs(u + 1, sum + (n - u + 1));m[u] = 1;dfs(u + 1, sum);}int main() {ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);cin >> n >> s;if (s > n * (n - 1) / 2) {cout << 0 << \'\\n\';return 0;}k = n * (n - 1) / 2 - s;if (k & 1) { cout << 0 << \'\\n\'; return 0;}f[1][0] = 1;for (i64 i = 2; i <= n; i++) {i64 x = (n - i + 1);memcpy(f[i], f[i - 1], sizeof(f[i]));for (int j = x; j < M; j++) {f[i][j] = f[i][j] + f[i - 1][j - x];}}cout <> 1] << \'\\n\';dfs(2, 0);return 0;}