题目链接:LightOJ - 1248

Description

Given a dice with n sides, you have to find the expected number of times you have to throw that dice to see all its faces at least once. Assume that the dice is fair, that means when you throw the dice, the probability of occurring any face is equal.

For example, for a fair two sided coin, the result is 3. Because when you first throw the coin, you will definitely see a new face. If you throw the coin again, the chance of getting the opposite side is 0.5, and the chance of getting the same side is 0.5. So, the result is

\(1 + (1 + 0.5 * (1 + 0.5 * ...))\)

\(= 2 + 0.5 + 0.5^2 + 0.5^3 + ...\)

\(= 2 + 1 = 3\)

Input

Input starts with an integer \(T (≤ 100)\), denoting the number of test cases.

Each case starts with a line containing an integer \(n (1 ≤ n ≤ 10^5)\).

Output

For each case, print the case number and the expected number of times you have to throw the dice to see all its faces at least once. Errors less than \(10^{-6}\) will be ignored.

Sample Input

5
1
2
3
6
100

Sample Output

Case 1: 1
Case 2: 3
Case 3: 5.5
Case 4: 14.7
Case 5: 518.7377517640

Solution

题意

给定一个 \(n\) 面的骰子,每个面出现的概率相同,现在要所有的面都至少出现一次,求投掷次数的期望。

思路

期望DP

期望DP一般是倒推的。

设 \(dp[i]\) 为已经出现了 \(i\) 个面,还需要投掷次数的期望值。

那么每次投掷只有两种情况:出现已经出现过的面、出现未出现的面。前者概率为 \(\frac{i}{n}\),后者概率为 \(\frac{n - i}{n}\)。

则状态转移方程为 \(dp[i] = (dp[i] + 1) * \frac{i}{n} + (dp[i + 1] + 1) * \frac{n - i}{n}\)

化简得 \(dp[i] = dp[i + 1] + \frac{n}{n - i}\)

\(dp[n] = 0\),倒推即可。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 10; double dp[maxn]; int main() {
int T;
scanf("%d", &T);
int kase = 0;
while(T--) {
memset(dp, 0, sizeof(dp));
int n;
scanf("%d", &n);
dp[n] = 0;
for(int i = n - 1; i >= 0; --i) {
dp[i] = dp[i + 1] + 1.0 * n / (n - i);
}
printf("Case %d: %.10lf\n", ++kase, dp[0]);
}
return 0;
}

其实是满足几何分布的。

第一个出现的面可以是 \(1, 2, 3, ..., n\),有 \(n\) 个。

如果第一个出现的面是 \(1\),那么第二个出现的面可以是 \(2, 3, ..., n\),有 \(n - 1\) 个。

...

第一个面第一次出现的概率为 \(p_1 = \frac{n}{n}\)

第二个面第一次出现的概率为 \(p_2 = \frac{n - 1}{n}\)

第三个面第一次出现的概率为 \(p_3 = \frac{n - 2}{n}\)

...

第 \(i\) 个面第一次出现的概率为 \(p_i = \frac{n - i + 1}{n}\)

几何分布的期望 \(E(X) = \frac{1}{p}\)

所以所有面至少出现一次的期望为 \(\sum_{i=1}^n \frac{1}{p_i} = \sum_{i=1}^n \frac{n}{n - i + 1}\)。

注:几何分布指在 \(n\) 次伯努利试验中,试验 \(k\) 次才得到第一次成功的机率。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; int main() {
int T;
scanf("%d", &T);
int kase = 0;
while(T--) {
int n;
scanf("%d", &n);
double ans = 0.0;
for(int i = 1; i <= n; ++i) {
ans += n * 1.0 / i;
}
printf("Case %d: %.10lf\n", ++kase, ans);
}
return 0;
}

Reference

LightOJ - 1248 Dice (III) (概率期望+几何分布)

LightOJ 1248 Dice (III) (期望DP / 几何分布)的更多相关文章

  1. LightOJ - 1248 Dice (III) —— 期望

    题目链接:https://vjudge.net/problem/LightOJ-1248 1248 - Dice (III)    PDF (English) Statistics Forum Tim ...

  2. LightOj 1248 - Dice (III)(几何分布+期望)

    题目链接:http://lightoj.com/volume_showproblem.php?problem=1248 题意:有一个 n 面的骰子,问至少看到所有的面一次的所需 掷骰子 的 次数的期望 ...

  3. LightOJ 1248 Dice (III) (水题,期望DP)

    题意:给出一个n面的色子,问看到每个面的投掷次数期望是多少. 析:这个题很水啊,就是他解释样例解释的太...我鄙视他,,,,, dp[i] 表示 已经看到 i 面的期望是多少,然后两种选择一种是看到新 ...

  4. 【非原创】LightOj 1248 - Dice (III)【几何分布+期望】

    学习博客:戳这里 题意:有一个 n 面的骰子,问至少看到所有的面一次的所需 掷骰子 的 次数的期望: 第一个面第一次出现的概率是p1 n/n; 第二个面第一次出现的概率是p2 (n-1)/n; 第三个 ...

  5. LightOJ 1248 Dice (III) 概率

    Description Given a dice with n sides, you have to find the expected number of times you have to thr ...

  6. LightOJ 1248 Dice (III)

    期望,$dp$. 设$dp[i]$表示当前已经出现过$i$个数字的期望次数.在这种状态下,如果再投一次,会出现两种可能,即出现了$i+1$个数字以及还是$i$个数字. 因此 $dp[i]=dp[i]* ...

  7. 1248 - Dice (III)

    1248 - Dice (III)   PDF (English) Statistics Forum Time Limit: 1 second(s) Memory Limit: 32 MB Given ...

  8. [LOJ 1248] Dice (III)

    G - Dice (III) Time Limit:1000MS     Memory Limit:32768KB     64bit IO Format:%lld & %llu Descri ...

  9. lightoj 1248-G - Dice (III) (概率dp)

    题意:给你n个面的骰子,问扔出所有面的期望次数. 虽然这题挺简单的但还是要提一下.这题题目给出了解法. E(m)表示得到m个不同面的期望次数. E(m+1)=[((n-m)/n)*E(m)+1]+(m ...

随机推荐

  1. Ascii Chart

    Char Dec Oct Hex | Char Dec Oct Hex | Char Dec Oct Hex | Char Dec Oct Hex -------------------------- ...

  2. selenium,webdriver,xpath获取全国各地的邮编

    代码要多敲 注释要清晰 其中区号没有拿取出来 看到的朋友可以作为练习 ,有好的方法可以在下面留言 from selenium import webdriver from lxml import etr ...

  3. python 类和对象上

    面向对象 Object Oriented 面向对象的学习: 面向对象的语法(简单,记忆就可以搞定) 面向对象的思想(稍难,需要一定的理解) 面向过程和面向对象的区别 面向过程开发,以函数作为基本结构使 ...

  4. c# WInform 自定义导航布局

    问题形成原因:软件一般都是左侧树导航或上部菜单导航,做好一个软件后,有的客户可能想用一个页面做导航图像,而各个客户用的功能可能不同,所以导航布局需要自定义. 思路:1.把菜单列出来 2.双击菜单生成一 ...

  5. 重读ORB_SLAM之Tracking线程难点

    1. 初始化 当获取第一帧图像与深度图后,首先设置第一帧位姿为4*4单位矩阵,然后为整个map添加关键帧与地图点.且更新地图点与关键帧的联系,例如地图点被哪个关键帧观测到,而此关键帧又包含哪些地图点. ...

  6. GenXus学习笔记——Transaction的建立

    我们上次聊到 如何正确无误的的创建一个项目KB 那么这次我们就该聊一点实际的东西了(敲黑板( ̄▽ ̄))  上回书说道我们在创建完自己的KB后 该创建自己的数据库了 首先我们先创建创建一个表 但是创建之 ...

  7. 2018-2-13-关于Host(主机)

    title author date CreateTime categories 关于Host(主机) lindexi 2018-2-13 17:23:3 +0800 2018-2-13 17:23:3 ...

  8. ThinkPHP5.1x 中间件实现原理

    ThinkPHP5.1x的中间件,其核心还是闭包函数的应用,来实现“责任链”模式: 模拟代码: <?php //模拟的控制器 class Controller { public function ...

  9. shell函数的存储和显示

  10. smb.conf - Samba组件的配置文件

    总览 SYNOPSIS smb.conf是Samba组件的配置文件,包含Samba程序运行时的配置信息.smb.conf被设计成可由swat (8)程序来配置和管理.本文件包含了关于smb.conf的 ...