前言

一道暴力就要用積分的題
整理一下思路

題目相關

題目大意

有$n$個實數$x_1,x_2???x_n$，其中$x_i$在$[l_i,r_i]$中均勻隨機
求$max((\sum x_i{)}^m,0)$的期望

數據范圍

$1\le n\le 10,1\le m\le 100,?10^6\le l_i\le r_i\le 10^6$

題解

暴力

有一檔$n=1$的部分分
我們發現這檔部分分很好拿，當答案為正的時候直接積分即可
因為
$$\int x^m=\frac{x^{m+1}}{m+1}$$
那么
$${\int }_{l_i}^{r_i}{x}^m=\frac{r_i^{m+1}?l_i^{m+1}}{m+1}$$

正解

我們發現$n$變得比較大的時候，每個位置概率可能會有所不同，所以本題并不好做
其中$a,b$均為一個多項式
我們構造一種用來存概率的函數$f(x)=\{\begin{array}{ll}a& (x>R)\\ b& (x\le R)\end{array}$
我們發現，對于一組$[l_i,r_i]$的情況可以表示成兩個函數相減即$$\{\begin{array}{ll}0& (x>r_i)\\ \frac{1}{r_i?l_i}& (x\le r_i)\end{array}?\{\begin{array}{ll}0& (x>l_i)\\ \frac{1}{r_i?l_i}& (x\le l_i)\end{array}$$
而對于多組$[l_i,r_i]$并在一起的情況，我們發現$f?g(x)$就是我們想要的運算
那么$$\prod _{i=1}^n\left(\{\begin{array}{ll}0& (x>r_i)\\ \frac{1}{r_i?l_i}& (x\le r_i)\end{array}?\{\begin{array}{ll}0& (x>l_i)\\ \frac{1}{r_i?l_i}& (x\le l_i)\end{array}\right)$$
就是最終的概率分布函數了
我們來觀察一下$f?g(x)$這個運算
由于我們發現，每個函數的$a$都是0，那么我們現先討論$a=0$的情況

設$f(x)=\{\begin{array}{ll}0& (x>R_f)\\ b_f& (x\le R_f)\end{array}$,$g(x)=\{\begin{array}{ll}0& (x>R_g)\\ b_g& (x\le R_g)\end{array}$

為了方便，我們設$b_f$、$b_g$都是常值且值分別為$B_f$、$B_g$
討論$f?g(x)$的值
對于$x=x_f+x_g>R_f+R_g$的情況，$f?g(x)=0$
對于$x=x_f+x_g\le R_f+R_g$的情況，$f?g(x)=(R_f+R_g?x)B_f?B_g$
這樣的話卷積仍然是原來形式的函數，并且$a=0$，但結果的$b$變成了一個多項式

我們進行推廣，我們設$b_f$是常值$B_f$、$b_g$是一個多項式
討論$f?g(x)$的值
對于$x=x_f+x_g>R_f+R_g$的情況，$f?g(x)=0$
對于$x=x_f+x_g\le R_f+R_g$的情況，$f?g(x)={\int }_{x?R_f}^{R_g}{b}_f(x+x?y)b_g(y)dy={\int }_{x?R_f}^{R_g}{B}_f?b_g(y)dy=B_f{\int }_{x?R_f}^{R_g}{b}_g(y)dy$
這樣的話卷積仍然是原來形式的函數，并且$a=0$，但結果$b$的多項式次數變高$1$

定義完了卷積，我們發現我們無法定義減法，因為減法的結果將不能方便的用原來函數的形式表示出來
所以我們暴力把最終的概率分布函數的值暴力展開，展開成$\mathcal{O}(2^n)$項
我們發現，把這$\mathcal{O}(2^n)$項的值都算出來的復雜度是$\mathcal{O}(2^n?n^2)$的

得到了值分布的多項式后，我們可以將所有多項式按$R$進行排序，然后根據區間進行積分即可

代碼

#include<cstdio> #include<cctype> #include<cstring> #include<cstdlib> #include<vector> #include<algorithm> namespace fast_IO {const int IN_LEN=10000000,OUT_LEN=10000000;char ibuf[IN_LEN],obuf[OUT_LEN],*ih=ibuf+IN_LEN,*oh=obuf,*lastin=ibuf+IN_LEN,*lastout=obuf+OUT_LEN-1;inline char getchar_(){return (ih==lastin)&&(lastin=(ih=ibuf)+fread(ibuf,1,IN_LEN,stdin),ih==lastin)?EOF:*ih++;}inline void putchar_(const char x){if(oh==lastout)fwrite(obuf,1,oh-obuf,stdout),oh=obuf;*oh++=x;}inline void flush(){fwrite(obuf,1,oh-obuf,stdout);} } using namespace fast_IO; #define getchar() getchar_() #define putchar(x) putchar_((x)) typedef long long ll; #define rg register template <typename T> inline T max(const T a,const T b){return a>b?a:b;} template <typename T> inline T min(const T a,const T b){return a<b?a:b;} template <typename T> inline T mind(T&a,const T b){a=a<b?a:b;} template <typename T> inline T maxd(T&a,const T b){a=a>b?a:b;} template <typename T> inline T abs(const T a){return a>0?a:-a;} template <typename T> inline void Swap(T&a,T&b){T c=a;a=b;b=c;} template <typename T> inline void swap(T*a,T*b){T c=a;a=b;b=c;} template <typename T> inline T gcd(const T a,const T b){if(!b)return a;return gcd(b,a%b);} template <typename T> inline T square(const T x){return x*x;}; template <typename T> inline void read(T&x) {char cu=getchar();x=0;bool fla=0;while(!isdigit(cu)){if(cu=='-')fla=1;cu=getchar();}while(isdigit(cu))x=x*10+cu-'0',cu=getchar();if(fla)x=-x; } template <typename T> void printe(const T x) {if(x>=10)printe(x/10);putchar(x%10+'0'); } template <typename T> inline void print(const T x) {if(x<0)putchar('-'),printe(-x);else printe(x); } const int maxn=2097152,mod=998244353; inline int Md(const int x){return x>=mod?x-mod:x;} template<typename T> inline int pow(int x,T y) {rg int res=1;x%=mod;for(;y;y>>=1,x=(ll)x*x%mod)if(y&1)res=(ll)res*x%mod;return res; } namespace Poly///namespace of Poly { int W_[maxn],ha[maxn],hb[maxn],Inv[maxn]; inline void init(const int x) {rg int tim=0,lenth=1;while(lenth<x)lenth<<=1,tim++;for(rg int i=1;i<lenth;i<<=1){const int WW=pow(3,(mod-1)/(i*2));W_[i]=1;for(rg int j=i+1,k=i<<1;j<k;j++)W_[j]=(ll)W_[j-1]*WW%mod;}Inv[0]=Inv[1]=1;for(rg int i=2;i<x;i++)Inv[i]=(ll)(mod-mod/i)*Inv[mod%i]%mod; } int L; inline void DFT(int*A)//prepare:init L {for(rg int i=0,j=0;i<L;i++){if(i>j)Swap(A[i],A[j]);for(rg int k=L>>1;(j^=k)<k;k>>=1);}for(rg int i=1;i<L;i<<=1)for(rg int j=0,J=i<<1;j<L;j+=J)for(rg int k=0;k<i;k++){const int x=A[j+k],y=(ll)A[j+k+i]*W_[i+k]%mod;A[j+k]=Md(x+y),A[j+k+i]=Md(mod+x-y);} } void IDFT(int*A) {for(rg int i=1;i<L-i;i++)Swap(A[i],A[L-i]);DFT(A); } inline int Quadratic_residue(const int a) {if(a==0)return 0;int b=(rand()<<14^rand())%mod;while(pow(b,(mod-1)>>1)!=mod-1)b=(rand()<<14^rand())%mod;int s=mod-1,t=0,x,inv=pow(a,mod-2),f=1;while(!(s&1))s>>=1,t++,f<<=1;t--,x=pow(a,(s+1)>>1),f>>=1;while(t){f>>=1;if(pow((int)((ll)inv*x%mod*x%mod),f)!=1)x=(ll)x*pow(b,s)%mod;t--,s<<=1;}return min(x,mod-x); } struct poly {std::vector<int>A;poly(){A.resize(0);}poly(const int x){A.resize(1),A[0]=x;}inline int&operator[](const int x){return A[x];}inline int operator[](const int x)const{return A[x];}inline void clear(){A.clear();}inline unsigned int size()const{return A.size();}inline void resize(const unsigned int x){A.resize(x);}void RE(const int x){A.resize(x);for(rg int i=0;i<x;i++)A[i]=0; }void readin(const int MAX){A.resize(MAX);for(rg int i=0;i<MAX;i++)read(A[i]);}void putout()const{for(rg unsigned int i=0;i<A.size();i++)print(A[i]),putchar(' ');}inline poly operator +(const poly b)const{poly RES;RES.resize(max(size(),b.size()));for(rg unsigned int i=0;i<RES.size();i++)RES[i]=Md((i<size()?A[i]:0)+(i<b.size()?b[i]:0));return RES;}inline poly operator -(const poly b)const{poly RES;RES.resize(max(size(),b.size()));for(rg unsigned int i=0;i<RES.size();i++)RES[i]=Md((i<size()?A[i]:0)+mod-(i<b.size()?b[i]:0));return RES;}inline poly operator *(const int b)const{poly RES=*this;for(rg unsigned int i=0;i<RES.size();i++)RES[i]=(ll)RES[i]*b%mod;return RES;}inline poly operator /(const int b)const{poly RES=(*this)*pow(b,mod-2);return RES;}inline poly operator *(const poly b)const{const int RES=A.size()+b.size()-1;if(A.size()<=20||b.size()<=20){poly c;c.RE(RES);for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)for(rg unsigned int j=0;j<b.size();j++)c[i+j]=((ll)A[i]*b[j]+c[i+j])%mod;return c;}L=1;while(L<RES)L<<=1;poly c;c.A.resize(RES);memset(ha,0,L<<2);memset(hb,0,L<<2);for(rg unsigned int i=0;i<A.size();i++)ha[i]=A[i];for(rg unsigned int i=0;i<b.A.size();i++)hb[i]=b.A[i];DFT(ha),DFT(hb);for(rg int i=0;i<L;i++)ha[i]=(ll)ha[i]*hb[i]%mod;IDFT(ha);const int inv=pow(L,mod-2);for(rg int i=0;i<RES;i++)c.A[i]=(ll)ha[i]*inv%mod;return c;}inline poly inv()const{poly C;if(A.size()==1){C=*this;C[0]=pow(C[0],mod-2);return C;}C.resize((A.size()+1)>>1);for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)C[i]=A[i];C=C.inv();L=1;while(L<(int)size()*2-1)L<<=1;for(rg unsigned int i=0;i<A.size();i++)ha[i]=A[i];for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)hb[i]=C[i];memset(ha+A.size(),0,(L-A.size())<<2);memset(hb+C.size(),0,(L-C.size())<<2);DFT(ha),DFT(hb);for(rg int i=0;i<L;i++)ha[i]=(ll)(2-(ll)hb[i]*ha[i]%mod+mod)*hb[i]%mod;IDFT(ha);const int inv=pow(L,mod-2);C.resize(size());for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)C[i]=(ll)ha[i]*inv%mod;return C;} /* inline poly inv()const{poly C;if(A.size()==1){C=*this;C[0]=pow(C[0],mod-2);return C;}C.resize((A.size()+1)>>1);for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)C[i]=A[i];C=C.inv();poly D=(poly)2-*this*C;D.resize(size());D=D*C;D.resize(size());return D;}*///大常數版本 inline void Reverse(const int n){A.resize(n);for(rg int i=0,j=n-1;i<j;i++,j--)Swap(A[i],A[j]);}inline poly operator /(const poly B)const{if(size()<B.size())return 0;poly a=*this,b=B;a.Reverse(size()),b.Reverse(B.size());b.resize(size()-B.size()+1);b=b.inv();b=b*a;b.Reverse(size()-B.size()+1);return b;}inline poly operator %(const poly B)const{poly C=(*this)-(*this)/B*B;C.resize(B.size()-1);return C;}inline poly diff()const{poly C;C.resize(size()-1);for(rg unsigned int i=1;i<size();i++)C[i-1]=(ll)A[i]*i%mod;return C;}inline poly inte()const{poly C;C.resize(size()+1);for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)C[i+1]=(ll)A[i]*Inv[i+1]%mod;C[0]=0;return C;}inline poly ln()const{poly C=(diff()*inv()).inte();C.resize(size());return C;}inline poly exp()const{poly C;if(size()==1){C=*this;C[0]=1;return C;}C.resize((size()+1)>>1);for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)C[i]=A[i];C=C.exp();C.resize(size());poly D=(poly)1-C.ln()+*this;D=D*C;D.resize(size());return D;}inline poly sqrt()const{poly C;if(size()==1){C=*this;C[0]=Quadratic_residue(C[0]);return C;}C.resize((size()+1)>>1);for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)C[i]=A[i];C=C.sqrt();C.resize(size());C=(C+*this*C.inv())*(int)499122177;C.resize(size());return C;}inline poly operator >>(const unsigned int x)const{poly C;if(size()<x){C.resize(0);return C;}C.resize(size()-x);for(rg unsigned int i=0;i<C.size();i++)C[i]=A[i+x];return C;}inline poly operator <<(const unsigned int x)const{poly C;C.RE(size()+x);for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)C[i+x]=A[i];return C;}inline poly Pow(const unsigned int x)const{for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)if(A[i]){poly C=((((*this/A[i])>>i).ln()*x).exp()*pow(A[i],x))<<(min(i*x,size()));C.resize(size());return C;}return *this;}inline void cheng(const poly&B){for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)A[i]=(ll)A[i]*B[i]%mod; }inline void jia(const poly&B){for(rg unsigned int i=0;i<size();i++)A[i]=Md(A[i]+B[i]); }inline void dft(){memset(ha,0,L<<2);for(rg unsigned int i=0;i<A.size();i++)ha[i]=A[i];DFT(ha);resize(L);for(rg int i=0;i<L;i++)A[i]=ha[i];}inline void idft(){memset(ha,0,L<<2);for(rg unsigned int i=0;i<A.size();i++)ha[i]=A[i];IDFT(ha);const int inv=pow(L,mod-2);for(rg int i=0;i<L;i++)A[i]=(ll)ha[i]*inv%mod;while(size()&&!A[size()-1])A.pop_back();}ll dai(int x)const{x=Md(x%mod+mod);ll res=0;for(rg unsigned int i=0,j=1;i<size();i++,j=(ll)j*x%mod)res=((ll)A[i]*j+res)%mod;return res;} }; void fz(const int root,const int l,const int r,std::vector<int>&v,std::vector<poly>&A) {if(l==r){A[root].resize(2);A[root][0]=(mod-v[l])%mod;A[root][1]=1;return;}const int mid=(l+r)>>1;fz(root<<1,l,mid,v,A),fz(root<<1|1,mid+1,r,v,A);A[root]=A[root<<1]*A[root<<1|1]; } void calc(const int root,const int l,const int r,std::vector<int>&v,std::vector<poly>&A,std::vector<poly>&B) {if(l==r){v[l]=B[root][0];return;}const int mid=(l+r)>>1;B[root<<1]=B[root]%A[root<<1];B[root<<1|1]=B[root]%A[root<<1|1];calc(root<<1,l,mid,v,A,B),calc(root<<1|1,mid+1,r,v,A,B); } void multi_point_evaluation(const poly a,std::vector<int>&v) {std::vector<poly>A,B;A.resize(maxn),B.resize(maxn);fz(1,0,v.size()-1,v,A);B[1]=a%A[1];calc(1,0,v.size()-1,v,A,B); } void fz2(const int root,const int l,const int r,std::vector<int>&y,std::vector<poly>&A,std::vector<poly>&B) {if(l==r){B[root].resize(1),B[root][0]=y[l];return;}const int mid=(l+r)>>1;fz2(root<<1,l,mid,y,A,B),fz2(root<<1|1,mid+1,r,y,A,B);B[root]=B[root<<1]*A[root<<1|1]+B[root<<1|1]*A[root<<1]; } poly interpolation(std::vector<int>&x,std::vector<int>&y) {std::vector<poly>A,B;A.resize(maxn),B.resize(maxn);fz(1,0,x.size()-1,x,A);multi_point_evaluation(A[1].diff(),x);for(rg unsigned int i=0;i<x.size();i++)y[i]=(ll)y[i]*pow(x[i],mod-2)%mod;fz2(1,0,x.size()-1,y,A,B);return B[1]; } }///namespace of Poly int n,m,l,r,CC[13][13]; struct POLY {Poly::poly a;int limit;POLY(){a.clear();limit=0;}POLY operator *(const POLY Y)const{POLY c;c.limit=limit+Y.limit;Poly::poly zc=a.inte();c.a.RE(zc.size());for(rg unsigned int i=0;i<zc.size();i++)for(rg unsigned j=0;j<=i;j++)c.a[j]=((ll)CC[i][j]*zc[i]%mod*pow(Md(mod-Y.limit),i-j)+c.a[j])%mod;c.a=((Poly::poly)zc.dai(limit)-c.a)*Y.a;return c;}bool operator <(const POLY b)const{return limit<b.limit;} }f[11],g[11],s[1090]; Poly::poly lj,zc; ll ans; int main() {Poly::init(maxn);///namespace of Polyfor(rg int i=0;i<=10;i++){CC[i][0]=CC[i][i]=1;for(rg int j=1;j<i;j++)CC[i][j]=Md(CC[i-1][j]+CC[i-1][j-1]);}read(n),read(m);for(rg int i=0;i<n;i++){int l,r;read(l),read(r);f[i].limit=l,g[i].limit=r;f[i].a=Md(mod-pow(r-l,mod-2)),g[i].a=pow(r-l,mod-2);}for(rg int i=0;i<(1<<n);i++){if(i&1)s[i]=g[0];else s[i]=f[0];for(rg int j=1;j<n;j++)if(i&(1<<j))s[i]=s[i]*g[j];else s[i]=s[i]*f[j];}std::sort(s,s+(1<<n));const int sx=(m&1)?0:-1000000000;int las=1000000000;for(rg int i=(1<<n)-1;i>=0&&s[i].limit>sx;i--){zc=(lj<<m).inte();ans+=zc.dai(las)-zc.dai(s[i].limit);las=s[i].limit;lj=lj+s[i].a;}zc=(lj<<m).inte();ans+=zc.dai(las)-zc.dai(sx);ans=Md(ans%mod+mod);print(ans);return flush(),0; }

總結

一道感覺挺裸的積分題
式子推錯調了好久

總結

以上是生活随笔為你收集整理的模拟赛-20190228-随机数（random）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。