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标题: CF1993F Dyn-scripted Robot (Easy Version&Hard Version) [扩展中国剩余定 [打印本页]

作者: 不到断气不罢休    时间: 2024-10-10 10:18
标题: CF1993F Dyn-scripted Robot (Easy Version&Hard Version) [扩展中国剩余定
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[前题提要]:一道扩展中国剩余定理的标题,自从模板题之后就很少遇到这种题,而且是AC的第二道*2800的标题,故写篇题解记载一下

起首考虑                                   E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy和                                   H                         a                         r                         d                              Hard                  Hard的区别,不难发现区别是循环的次数.以是猜想一下,显然                                   E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy的做法应该是和枚举是第几次循环有关.然后我们会发现显然横坐标和纵坐标是可以分开来考虑.那么为了简朴起见,我们先只考虑横坐标变为0是什么情况.
直接模拟标题,会发现遇到边界翻转操纵序列是一件很难的事变,以是会想到是不是会存在某个规律,考虑手模一下样例或者是本身手造几个样例,诶,会发现每次达到0点的时候事实上是前缀操纵序列和为(2*W)的倍数的时候(此时我们将向右走记为1,向左走记为-1).这个结论非常的重要!!! 固然会有人会怎么注意到这个结论的,只能说运气,或者说一种直觉??
此时我们考虑枚举第几次操纵序列,然后假设当前我们所在的位置是                                   x                              x                  x,那么我们这一次操纵序列经过之后的贡献就是(                                   s                         u                                   m                            i                                       sum_i                  sumi​+                                   x                              x                  x)是                                   2                         ∗                         W                              2*W                  2∗W的倍数的个数(我们将前缀和记为                                   s                         u                                   m                            i                                       sum_i                  sumi​),我们将其数学化,也就是问有多少个                                   (                         s                         u                                   m                            i                                  +                         x                         )                         %                         (                         2                         ∗                         W                         )                         =                         0                              (sum_i+x)\%(2*W)=0                  (sumi​+x)%(2∗W)=0显然的我们可以直接通过预处理出模                                   2                         ∗                         W                              2*W                  2∗W意义下的数的个数,不妨记为                                   m                         p                         [                           ]                              mp[\;]                  mp[],那么对于每一个                                   x                              x                  x,显然我们的贡献就是                                   m                         p                         [                         2                         ∗                         W                         −                         x                         ]                              mp[2*W-x]                  mp[2∗W−x].注意:考虑到                                        x                            <                            2                            ∗                            W                            ,                            s                            u                                       m                               i                                      <                            2                            ∗                            W                                  x<2*W,sum_i<2*W                     x<2∗W,sumi​<2∗W,以是贡献只能是                                        2                            ∗                            W                                  2*W                     2∗W
固然上述只是考虑了横坐标的情况,如果我们加入纵坐标的情况,只要开一个二维的累加一下即可.
以是此时我们的                                   E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy就解决了,直接模拟即可.

现在考虑                                   H                         a                         r                         d                              Hard                  Hard.显然的,我们得顺着                                   E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy得出来的结论去思考.现在我们不能枚举当前是第几次操纵了.其实,这个时候做                                   C                         F                              CF                  CF题做多了不能枚举的标题,不难会想到是不是可以直接反过来贡献一下.诶,事实上是可以的.对于本题来说,我们反过来想一下,对于                                   s                         u                                   m                            i                                       sum_i                  sumi​,有多少个                                   x                              x                  x能有贡献,那么它们累加起来不就可行了.做                                   E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy的时候不难发现经过一次的操纵序列,我们的                                   x                         +                         =                         s                         u                         m                                   x                            n                                  ,                         y                         +                         =                         s                         u                         m                                   y                            n                                       x+=sumx_n,y+=sumy_n                  x+=sumxn​,y+=sumyn​,为了方便起见,我们将                                   s                         u                         m                                   x                            n                                       sumx_n                  sumxn​记为                                   d                         x                              dx                  dx,                                   s                         u                         m                                   y                            n                                       sumy_n                  sumyn​记为                                   d                         y                              dy                  dy.那么我们的                                   x                              x                  x序列是                                   0                         ,                         0                         +                         d                         x                         ,                         0                         +                         2                         ∗                         d                         x                         ,                         .                         .                         .                         ,                         0                         +                         (                         k                         −                         1                         )                         ∗                         d                         x                              0,0+dx,0+2*dx,...,0+(k-1)*dx                  0,0+dx,0+2∗dx,...,0+(k−1)∗dx,同理,                                   y                              y                  y序列是                                   0                         ,                         0                         +                         d                         y                         ,                         0                         +                         2                         ∗                         d                         y                         ,                         .                         .                         .                         ,                         0                         +                         (                         k                         −                         1                         )                         ∗                         d                         y                              0,0+dy,0+2*dy,...,0+(k-1)*dy                  0,0+dy,0+2∗dy,...,0+(k−1)∗dy.那么此时题目就酿成了,同时满意下面等式的                                   k                              k                  k的个数                                        (                            k                            ∗                            d                            x                            +                            s                            u                            m                                       x                               i                                      )                            %                            (                            2                            ∗                            W                            )                            =                            0                                     (                            k                            ∗                            d                            y                            +                            s                            u                            m                                       y                               i                                      )                            %                            (                            2                            ∗                            H                            )                            =                            0                                  (k*dx+sumx_i)\%(2*W)=0 \\ (k*dy+sumy_i)\%(2*H)=0                     (k∗dx+sumxi​)%(2∗W)=0(k∗dy+sumyi​)%(2∗H)=0考虑到                                   s                         u                         m                                   x                            i                                  <                         2                         ∗                         W                         ,                         s                         u                         m                                   y                            i                                  <                         2                         ∗                         H                              sumx_i<2*W,sumy_i<2*H                  sumxi​<2∗W,sumyi​<2∗H,以是我们可以化简上式:
                                         k                            ∗                            d                            x                            ≡                            (                            2                            ∗                            W                            −                            s                            u                            m                                       x                               i                                      )                              m                            o                            d                            (                            2                            ∗                            W                            )                                     k                            ∗                            d                            y                            ≡                            (                            2                            ∗                            H                            −                            s                            u                            m                                       y                               i                                      )                              m                            o                            d                            (                            2                            ∗                            H                            )                                  k*dx\equiv(2*W-sumx_i) \;mod(2*W) \\ k*dy\equiv(2*H-sumy_i)\;mod(2*H)                     k∗dx≡(2∗W−sumxi​)mod(2∗W)k∗dy≡(2∗H−sumyi​)mod(2∗H)发现是一个同余式,同时模数并不是质数,以是考虑利用扩展中国剩余定理去解.回想一下扩展中国剩余定理的题目式子,是                                        x                            ≡                                       b                               i                                      m                            o                            d                                         a                               i                                            x\equiv b_i mod\;a_i                     x≡bi​modai​诶有点不一样,我们此时的x前面有一个系数,此时会有人说了,我们直接将dx拿逆元除掉行不行,固然不行,因为我们此时的dx不一定和模数互质,以是费马小定理用不了,但是对于一个同余式,我们是可以利用扩展欧几里得解出一个关于x0的通式的(举个栗子,显然第一个同余式等同于                                        k                            ∗                            d                            x                            +                            g                            ∗                            (                            2                            ∗                            W                            )                            =                            2                            ∗                            W                            −                            s                            u                            m                                       x                               i                                            k*dx+g*(2*W)=2*W-sumx_i                     k∗dx+g∗(2∗W)=2∗W−sumxi​) 而对于那个通式,我们会发现k的系数为1,符合扩展中国剩余定理的题目式,以是我们对上述两个式子先拿扩欧解出通式,然后再把通式转成同余式,然后用扩展中国剩余定理求那两个同余式.但是必要注意的是,扩展中国剩余定理只能求出                                   l                         c                         m                         (                         模数                         )                              lcm(模数)                  lcm(模数)范围内的唯一解,但是我们的                                   k                              k                  k是有大概大于这个                                   l                         c                         m                              lcm                  lcm,以是实际上这个解的个数得拿                                   k                              k                  k除一下模数求出真正的贡献(事实上此时的合法k序列是一个等差数列)

接下来是具体的代码部分:
                                    E                         a                         s                         y                              Easy                  Easy版本:
  1. //光这道题感觉很难有*2400吧
  2. //需要注意到(手模)发现翻转序列后回到(0,0)的贡献事实上等价于不翻转序列到模(2W,2H)为0的贡献
  3. //那么这道easy version就简单了,因为我们可以枚举k,然后对于每次的k,我们会发现其增量是可以预处理的
  4. //所以只需要拿map存一下增量即可
  5. //还需要注意的一点是,对于两个小于2W的数,他们之和必然是小于4*W的
  6. #include <bits/stdc++.h>
  7. using namespace std;
  8. typedef long long ll;
  9. #define root 1,n,1
  10. #define ls (rt<<1)
  11. #define rs (rt<<1|1)
  12. #define lson l,mid,rt<<1
  13. #define rson mid+1,r,rt<<1|1
  14. #define pd __gnu_pbds
  15. inline ll read() {
  16.         ll x=0,w=1;char ch=getchar();
  17.         for(;ch>'9'||ch<'0';ch=getchar()) if(ch=='-') w=-1;
  18.         for(;ch>='0'&&ch<='9';ch=getchar()) x=x*10+ch-'0';
  19.         return x*w;
  20. }
  21. inline void print(__int128 x){
  22.         if(x<0) {putchar('-');x=-x;}
  23.         if(x>9) print(x/10);
  24.         putchar(x%10+'0');
  25. }
  26. #define maxn 1000010
  27. const double eps=1e-8;
  28. #define        int_INF 0x3f3f3f3f
  29. #define ll_INF 0x3f3f3f3f3f3f3f3f
  30. map<pair<int,int>,int>mp;
  31. int main() {
  32.         cin.sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);
  33.         int T;cin>>T;
  34.         while(T--) {
  35.                 int n,k,w,h;
  36.                 cin>>n>>k>>w>>h;
  37.                 string s;cin>>s;
  38.                 s=" "+s;
  39.                 int x=0;int y=0;
  40.                 int W=2*w;int H=2*h;
  41.                 for(int i=1;i<=n;i++) {
  42.                         if(s[i]=='L') x--;
  43.                         else if(s[i]=='R') x++;
  44.                         else if(s[i]=='U') y++;
  45.                         else y--;
  46.                         x=(x%W+W)%W;y=(y%H+H)%H;
  47.                         mp[{x,y}]++;
  48.                 }
  49.                 int dx=x;int dy=y;
  50.                 x=0;y=0;ll ans=0;
  51.                 for(int i=1;i<=k;i++) {
  52.                         int tempx=(W-x+W)%W;
  53.                         int tempy=(H-y+H)%H;
  54.                         ans+=mp[{tempx,tempy}];
  55.                         x+=dx;x%=W;
  56.                         y+=dy;y%=H;
  57.                 }
  58.                 cout<<ans<<'\n';
  59.                 //clear
  60.                 mp.clear();
  61.         }
  62.         return 0;
  63. }
复制代码
                                   H                         a                         r                         d                              Hard                  Hard版本:
  1. #include <bits/stdc++.h>
  2. using namespace std;
  3. typedef long long ll;
  4. #define root 1,n,1
  5. #define ls (rt<<1)
  6. #define rs (rt<<1|1)
  7. #define lson l,mid,rt<<1
  8. #define rson mid+1,r,rt<<1|1
  9. #define pd __gnu_pbds
  10. inline ll read() {
  11.         ll x=0,w=1;char ch=getchar();
  12.         for(;ch>'9'||ch<'0';ch=getchar()) if(ch=='-') w=-1;
  13.         for(;ch>='0'&&ch<='9';ch=getchar()) x=x*10+ch-'0';
  14.         return x*w;
  15. }
  16. inline void print(__int128 x){
  17.         if(x<0) {putchar('-');x=-x;}
  18.         if(x>9) print(x/10);
  19.         putchar(x%10+'0');
  20. }
  21. #define maxn 1000010
  22. #define int long long
  23. const double eps=1e-8;
  24. #define        int_INF 0x3f3f3f3f
  25. #define ll_INF 0x3f3f3f3f3f3f3f3f
  26. int EXGCD(int a,int b,int &x,int &y) {
  27.         //ax+by=c,gcd(a,b)=d;
  28.         //x=c/d*x0+k*b/d  y=c/d*y0-k*a/d
  29.         if(a%b==0) {
  30.                 x=0;y=1;return b;
  31.         }
  32.         int GCD=EXGCD(b,a%b,x,y);
  33.         int temp=x;x=y;y=temp-a/b*x;
  34.         return GCD;
  35. }
  36. int a[maxn],b[maxn];int N;
  37. int EXCRT() {//最后返回结果在A(模数的lcm)范围内是唯一解
  38.         int A=a[1],B=b[1];
  39.         for(int i=2;i<=N;i++) {
  40.                 int x0,y0;int c=b[i]-B;
  41.                 int GCD=EXGCD(A,a[i],x0,y0);
  42.                 if(c%GCD!=0) return -1;
  43.                 x0*=c/GCD;y0*=c/GCD;
  44.                 int x=x0*A+B;A=lcm(A,a[i]);
  45.                 x=(x%A+A)%A;
  46.                 B=x;
  47.         }
  48.         return (B%A+A)%A;
  49. }
  50. map<pair<int,int>,int>mp;
  51. signed main() {
  52.         cin.sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);
  53.         int T;cin>>T;
  54.         while(T--) {
  55.                 int n,k,w,h;
  56.                 cin>>n>>k>>w>>h;
  57.                 string s;cin>>s;
  58.                 s=" "+s;
  59.                 int x=0;int y=0;
  60.                 int W=2*w;int H=2*h;
  61.                 for(int i=1;i<=n;i++) {
  62.                         if(s[i]=='L') x--;
  63.                         else if(s[i]=='R') x++;
  64.                         else if(s[i]=='U') y++;
  65.                         else y--;
  66.                         x=(x%W+W)%W;y=(y%H+H)%H;
  67.                         mp[{x,y}]++;
  68.                 }
  69.                 int dx=x;int dy=y;
  70.                 N=2;
  71.                 int ans=0;       
  72.                 for(auto [k1,k2]:mp) {
  73.                         int x0,y0;
  74.                         int GCD=EXGCD(dx,W,x0,y0);
  75.                         if((W-k1.first)%GCD!=0) continue;
  76.                         x0*=(W-k1.first)/GCD;
  77.                         a[1]=W/GCD;
  78.                         b[1]=(x0%a[1]+a[1])%a[1];
  79.                         GCD=EXGCD(dy,H,x0,y0);
  80.                         if((H-k1.second)%GCD!=0) continue;
  81.                         x0*=(H-k1.second)/GCD;
  82.                         a[2]=H/GCD;
  83.                         b[2]=(x0%a[2]+a[2])%a[2];
  84.                         int num=EXCRT();
  85.                         if(num==-1||num>=k) {
  86.                                 continue;
  87.                         }
  88.                         else {
  89.                                 ans+=((k-1-num)/lcm(a[1],a[2])+1)*k2;
  90.                         }
  91.                 }
  92.                 cout<<ans<<'\n';
  93.                 //clear
  94.                 mp.clear();
  95.         }
  96.         return 0;
  97. }
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