T2988 删除数字【状压Dp+前缀和优化】

Online Judge：从Topcoder搬过来,具体哪一题不清楚

Label：状压Dp+前缀和优化

题目描述

给定两个数A和N，形成一个长度为N+1的序列,(A,A+1,A+2,...,A+N-1,A+N)。

每次操作可以把第i个数上的第x位数字删除，形成一个新的数字。

每个数字可以操作任意次，但不可以全部删完。

求有多少种方案，使得最后的序列中数字是单调不递减的。

两种方案是认为不同，如果第i个数的第x位在一个方案中被删除，在另一个方案中，没有被删除。

Tip：注意一个数字不能所有位全部删光，至少得有一位还保存着。另外，假如数字\(100\)删成\(00\)或\(0\)，他们表示的值都是0，但两种方案视为不同。

输入

输入两个整数A和N

输出

输出方案数，对1e9+7 求余。

样例

Input#1

10 2

Output#1

15

Input#2

111 11

Output#2

184432

Hint

对于30%的数据，A的范围[\(1,100\)],N的范围[\(1,10\)];

对于70%的数据，A的范围[\(1,10^9\)];

对于100%的数据，A的范围[\(1,10^{12}\)],N的范围[\(1,100\)];

题解

题面给的是一个逐渐上升的连续整数序列，一开始以为有什么性质，但最后做法好像都是状压dp，所以就看成一个普通序列来做就行了，可能TC的题输入太多不方便？？。

30pts

对于30%数据，由于n的范围不大，数字位数也不多，可以直接暴力枚举每个数删除哪些位。

先预处理一个数组\(sum[i][sta]\)，表示第i位的状态为\(sta\)时的值（二进制，0表示删除，1表示保留）。例如第i个数字为123时，\(sum[i][3(11)]=23\)，\(sum[i][7(111)]=123\)。

枚举用dfs实现。总的时间复杂度为\(O({2^{3}}^n)\)。加上一些剪枝记忆化，可以跑过。

70pts

把dfs改成动态规划转移即可。倒推。

数字位数最多为9，用二进制位表示每一种删除方案。

定义状态\(dp[i][sta]\)表示现在已经决策完第\(i..n+1\)个数字了，且第i个数字的状态为\(sta\)（二进制位，0表示删除，1表示保留）。

转移的话只要按上面的dfs改一改就好了。大致思路是，仍然先预处理上面的sum数组，然后枚举第i位，枚举这个数字的状态j，枚举上一个数字的状态k，如果\(sum[i][j]<=sum[i+1][k]\)则\(dp[i][j]+=dp[i+1][k]\)。

时间复杂度为\(O(n\cdot 2^9 \cdot 2^9)\)。如果当数字上限增加到1e12时就跑不动了。

100pts

根据条件\(sum[i][j]<=sum[i+1][k]\)很容易想到用前缀和/后缀和去优化，免去枚举第三层k。

但由于\(sum\)并非递增的，所以还得排个序，最后求和时二分一下第一个大于等于\(sum[i][j]\)的位置k，使得\(sum[i][j]<=sum[i+1][k]\)。

注意细节。

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define mod 1000000007
using namespace std;
const int N=103;
ll A,a[N],sum[N][4100],dp[N][4100],tot[N][4100];
int n,num[N][14],len[N];
ll pw[14];

inline void Do(ll &x,ll y){
	x+=y;
	if(x>=mod)x-=mod;
}
int main(){
	scanf("%lld%d",&A,&n);
	register int i,j,k;

	pw[0]=1;
	for(i=1;i<=12;++i)pw[i]=pw[i-1]*10;

	for(i=0;i<=n;++i)a[i+1]=A+1ll*i;

	for(i=1;i<=n+1;++i){
		ll o=a[i];
		while(o){
			num[i][len[i]++]=o%10;
			o/=10;
		}
	}
	for(i=1;i<=n+1;++i){
		for(j=0;j<(1<<len[i]);++j){
			int cnt=0;
			for(k=0;k<len[i];++k)if((1<<k)&j){
				sum[i][j]+=1ll*pw[cnt]*num[i][k];
				++cnt;
			}
		}
	}

	for(int i=1;i<=n+1;i++)sort(sum[i]+1,sum[i]+(1<<len[i]));

	for(i=1;i<(1<<len[n+1]);++i)dp[n+1][i]=1;
	for(j=(1<<len[n+1])-1;j>=1;j--)tot[n+1][j]=(tot[n+1][j]+dp[n+1][j]+tot[n+1][j+1])%mod;

	for(i=n;i>=1;i--){//当前轮
		for(j=1;j<(1<<len[i]);++j){
			ll nowj=sum[i][j];
			int o=lower_bound(sum[i+1]+1,sum[i+1]+(1<<len[i+1]),nowj)-sum[i+1];
		//	cout<<"i:"<<i<<" nowj:"<<nowj<<" o:"<<o<<" sumk:"<<sum[i+1][o]<<endl;
		//	cout<<"now add:"<<tot[i+1][o]<<endl;
			Do(dp[i][j],tot[i+1][o]);
		}
		for(j=(1<<len[i])-1;j>=1;j--)tot[i][j]=(tot[i][j]+(tot[i][j+1]+dp[i][j])%mod)%mod;
		tot[i][0]=tot[i][1];
	}

	ll ans=0;
	for(i=1;i<(1<<len[1]);++i)if(dp[1][i])Do(ans,dp[1][i]);
	printf("%lld\n",(ans+mod)%mod);
}

update：内存的优化（dp的第一维可以滚动，或者直接去掉改一下转移顺序）。但是由于n比较小没什么必要。