CF917D. Stranger Trees & TopCoder13369. TreeDistance(变元矩阵树定理+高斯消元)
题目链接
CF917D:https://codeforces.com/problemset/problem/917/D
TopCoder13369:https://community.topcoder.com/stat?c=problem_statement&pm=13369
题解
首先分析 CF917D。
我们考虑能否将树上的边的贡献特殊表现出来。
记原树为 \(T\),我们构造一幅 \(n\) 个结点的无向完全图,并设置一个值 \(x\),对于无向边 \((u, v)\),其权值 \(w_{(u, v)}\) 满足:
\]
如果我们令无向完全图的所有生成树中,恰好有 \(i\) 条边属于原树 \(T\) 的生成树数量为 \({\rm ans}_i\),那么不难发现,根据变元矩阵树定理(基尔霍夫矩阵的任意 \(n - 1\) 阶主子式的行列式的绝对值即为所有生成树的边权积之和),求得的基尔霍夫矩阵的 \(n - 1\) 阶主子式的值即为 \(\sum_\limits{i = 0}^{n - 1} x^i {\rm ans}_i\),因为若一个生成树包含了 \(i\) 条原树边,那么该生成树的边权积即为 \(x^i\)。
如果我们将 \({\rm ans}_i\) 视为未知数,那么我们就可以通过枚举 \(x: 0 \sim n - 1\) 来得到一个 \(n\) 元线性方程组。直接高斯消元即可求得所有的 \({\rm ans}_i\)。
接下来分析 TopCoder13369。
考虑原树 \(T\) 最少能通过多少次操作得到另一棵树 \(T'\),显然若在原树 \(T\) 中出现而在树 \(T'\) 中没有出现的边数为 \(w\),那么只需要 \(w\) 次操作即可将原树 \(T\) 变为树 \(T'\)。因此答案即为有 \(i(i \geq n - 1 - k)\) 条边属于原树的生成树数量,即 \(\sum_\limits{i = n - 1 - k}^{n - 1} {\rm ans}_i\)。其余部分与上题相同。
两题的时间复杂度均为 \(O(n^4)\)。
代码
CF917D 代码如下:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 105, mod = 1e9 + 7;
void add(int& x, int y) {
x += y;
if (x >= mod) {
x -= mod;
}
}
void sub(int& x, int y) {
x -= y;
if (x < 0) {
x += mod;
}
}
int mul(int x, int y) {
return (long long) x * y % mod;
}
int qpow(int v, int p) {
int result = 1;
for (; p; p >>= 1, v = mul(v, v)) {
if (p & 1) {
result = mul(result, v);
}
}
return result;
}
int n, a[N][N], b[N][N];
bool old[N][N];
int matrix_tree() {
int result = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j <= n; ++j) {
if (a[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
result = (mod - result) % mod;
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(a[i][j], a[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j <= n; ++j) {
int p = mul(a[j][i], qpow(a[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(a[j][k], mul(p, a[i][k]));
}
}
result = mul(result, a[i][i]);
}
return result;
}
int main() {
scanf("%d", &n);
for (int i = 1; i < n; ++i) {
int u, v;
scanf("%d%d", &u, &v);
old[u][v] = old[v][u] = true;
}
for (int x = 0; x < n; ++x) {
memset(a, 0, sizeof a);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
for (int j = 1; j <= n; ++j) {
int v = old[i][j] ? x : 1;
add(a[j][j], v);
sub(a[i][j], v);
}
}
for (int i = 0, v = 1; i < n; ++i, v = mul(v, x)) {
b[x][i] = v;
}
b[x][n] = matrix_tree();
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (b[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(b[i][j], b[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(b[j][i], qpow(b[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(b[j][k], mul(p, b[i][k]));
}
}
}
for (int i = n - 1; ~i; --i) {
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
sub(b[i][n], mul(b[i][j], b[j][n]));
}
b[i][n] = mul(b[i][n], qpow(b[i][i], mod - 2));
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
printf("%d%c", b[i][n], " \n"[i == n - 1]);
}
return 0;
}
TopCoder13369 代码如下:
直接粘过来改一下即可。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 55, mod = 1e9 + 7;
void add(int& x, int y) {
x += y;
if (x >= mod) {
x -= mod;
}
}
void sub(int& x, int y) {
x -= y;
if (x < 0) {
x += mod;
}
}
int mul(int x, int y) {
return (long long) x * y % mod;
}
int qpow(int v, int p) {
int result = 1;
for (; p; p >>= 1, v = mul(v, v)) {
if (p & 1) {
result = mul(result, v);
}
}
return result;
}
int n, a[N][N], b[N][N];
bool old[N][N];
int matrix_tree() {
int result = 1;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (a[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
result = (mod - result) % mod;
for (int j = i; j < n; ++j) {
swap(a[i][j], a[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(a[j][i], qpow(a[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k < n; ++k) {
sub(a[j][k], mul(p, a[i][k]));
}
}
result = mul(result, a[i][i]);
}
return result;
}
class TreeDistance {
public:
int countTrees(vector<int> p, int c) {
n = p.size() + 1;
for (int i = 0; i < p.size(); ++i) {
old[p[i]][i + 1] = old[i + 1][p[i]] = true;
}
for (int x = 0; x < n; ++x) {
memset(a, 0, sizeof a);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
for (int j = 0; j < n; ++j) {
int v = old[i][j] ? x : 1;
add(a[j][j], v);
sub(a[i][j], v);
}
}
for (int i = 0, v = 1; i < n; ++i, v = mul(v, x)) {
b[x][i] = v;
}
b[x][n] = matrix_tree();
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int rev = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (b[j][i]) {
rev = j;
break;
}
}
if (rev != i) {
for (int j = i; j <= n; ++j) {
swap(b[i][j], b[rev][j]);
}
}
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
int p = mul(b[j][i], qpow(b[i][i], mod - 2));
for (int k = i; k <= n; ++k) {
sub(b[j][k], mul(p, b[i][k]));
}
}
}
for (int i = n - 1; ~i; --i) {
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
sub(b[i][n], mul(b[i][j], b[j][n]));
}
b[i][n] = mul(b[i][n], qpow(b[i][i], mod - 2));
}
int answer = 0;
for (int i = n - 1; i >= max(0, n - 1 - c); --i) {
add(answer, b[i][n]);
}
return answer;
}
};
/*
TreeDistance solver;
int main() {
int n, k;
scanf("%d", &n);
vector<int> p(n - 1);
for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {
scanf("%d", &p[i]);
}
scanf("%d", &k);
printf("%d\n", solver.countTrees(p, k));
return 0;
}
*/
CF917D. Stranger Trees & TopCoder13369. TreeDistance(变元矩阵树定理+高斯消元)的更多相关文章
- P3317 [SDOI2014]重建 变元矩阵树定理 高斯消元
传送门:https://www.luogu.org/problemnew/show/P3317 这道题的推导公式还是比较好理解的,但是由于这个矩阵是小数的,要注意高斯消元方法的使用: #include ...
- 【BZOJ3534】【Luogu P3317】 [SDOI2014]重建 变元矩阵树,高斯消元
题解看这里,主要想说一下以前没见过的变元矩阵树还有前几个题见到的几个小细节. 邻接矩阵是可以带权值的.求所有生成树边权和的时候我们有一个基尔霍夫矩阵,是度数矩阵减去邻接矩阵.而所谓变元矩阵树实际上就是 ...
- [spoj104][Highways] (生成树计数+矩阵树定理+高斯消元)
In some countries building highways takes a lot of time... Maybe that's because there are many possi ...
- BZOJ4031 [HEOI2015]小Z的房间 【矩阵树定理 + 高斯消元】
题目链接 BZOJ4031 题解 第一眼:这不裸的矩阵树定理么 第二眼:这个模\(10^9\)是什么鬼嘛QAQ 想尝试递归求行列式,发现这是\(O(n!)\)的.. 想上高斯消元,却又处理不了逆元这个 ...
- CF917D-Stranger Trees【矩阵树定理,高斯消元】
正题 题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/CF917D 题目大意 给出\(n\)个点的一棵树,对于每个\(k\)求有多少个\(n\)个点的树满足与给出的树恰好有 ...
- Wannafly Camp 2020 Day 1D 生成树 - 矩阵树定理,高斯消元
给出两幅 \(n(\leq 400)\) 个点的无向图 \(G_1 ,G_2\),对于 \(G_1\) 的每一颗生成树,它的权值定义为有多少条边在 \(G_2\) 中出现.求 \(G_1\) 所有生成 ...
- 洛谷4208 JSOI2008最小生成树计数(矩阵树定理+高斯消元)
qwq 这个题目真的是很好的一个题啊 qwq 其实一开始想这个题,肯定是无从下手. 首先,我们会发现,对于无向图的一个最小生成树来说,只有当存在一些边与内部的某些边权值相同的时候且能等效替代的时候,才 ...
- SP104 Highways (矩阵树,高斯消元)
矩阵树定理裸题 //#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <al ...
- luoguP3317 [SDOI2014]重建 变元矩阵树定理 + 概率
首先,我们需要求的是 $$\sum\limits_{Tree} \prod\limits_{E \in Tree} E(u, v) \prod\limits_{E \notin Tree} (1 - ...
随机推荐
- DataStage 六、安装和部署集群环境
DataStage序列文章 DataStage 一.安装 DataStage 二.InfoSphere Information Server进程的启动和停止 DataStage 三.配置ODBC Da ...
- 斜杠反斜杠,去空格\xa0,连接函数join()
1斜杠反斜杠 斜杠:/.反斜杠:\. 反斜杠\,在windows系统中用来表示目录. 而在unix系统中,/表示目录.由于web遵循unix命名,所以在网址(URL)中,/表示目录. 在unix系统中 ...
- Djanjo 的app 模板路径 静态文件 完整版登录 新手三件套 以及orm
一: django中app的概念: 一个项目可以包含多个应用(app,类似于模块,主页打开多个模块就是多个app) 创建了app,要在配置文件中注册 二:模板路径配置: 1 templates文件夹 ...
- PL/SQL Developer 窥探事务
一次登录代表一个连接 一个SQL Window 代表一个会话(session),有唯一的SID 事务(transaction) 由 insert .update 或者 delete 开启 由 comm ...
- linux nkf 日文编码转换命令[转载]
对于日语的编码 windows : Shift-JIS Linux : 2.4内核使用EUC编码,2.6内核中使用UTF8编码 检查文件编码 nkf -g filename 通常处理字符编码都使用i ...
- AppleScript: Handler
AppleScript绝对是个奇葩的存在!不管功能有多强大. Handler有两种,一种是和OC类似的使用Label参数,一种是和javascript类似的使用括号把一堆参数都放在里面的. label ...
- Hello_Depth_Perception 任务二:Project Tango采集深度感知数据
Java API Depth Perception Tutorial深度感知教程 Configuration 配置信息 In order to use depth perception, your T ...
- CentOS 7更换yum源
1. 首先备份 sudo mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup 2. 使用阿里云的 ...
- ajax +LoadLayer插件实现访问页面跳转loading..
布局页:第一步进行扩展ajax$(function () { $.ajax2 = function (options) {//遮罩 Mask();//jquery 原生ajax $.ajax(opti ...
- java基础--配置环境变量的意义
0.jre和jdk jre(java runtime environment) 运行java程序要用的Java运行环境 jdk:java开发人员要用的java开发环境,包括jre 1.JAVA_HOM ...