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题解:P11704 [ROIR 2025] 旅行路线

旅行路线:

很有参考价值的一道题,其他题解有点抽象,我来。

转化题意

题意转化为 \((1,2)→(n-1,m),(2,1)→(n,m-1)\) 的两条链不相交且经过所有关键点的方案数。

其他点没用,我们以下的点指关键点。

无不能相交限制的 DP

由于 \(x_i\le x_j,y_i\le y_j\)\(i\) 才可以转移到 \(j\)。所以按 \((x_i+y_i)\) 排序就可以递推了,当然你可以建 DAG 把拓扑序跑下来也一样的。

然后 \(f_{i,j}\) 表示前 \(i\) 个点都被经过了,然后第二条链末尾为 \(j(j\le i)\),同时这个含义顺便钦定了第一条链的末尾为 \(i\)。这个含义舒服多了,显然是从 \(f_i → f_{i+1}\) 的转移形式。

但是你显然不能让 \(2\) 链低 \(1\) 链一等,正确的路径应该同时转移(额外条件我们用容斥解决,在此先考虑 DP),把含义变成:第一条链末尾为 \(i\),第二条链末尾为 \(j\),前 \(\max(i,j)\) 的点都被经过了。
那么转移的下一步一定是 \(\max(i,j)+1\) 这个点,这样 \(1\)\(2\) 链就同等了!

由于是 DP,所以我们必须对 DP 含义负责,转移时,我们不好钦定在转移过程种两条链没有相交(如果钦定路径种不交有 \(O(k^3)\) 做法,容斥加组合数预处理一个 \(dis2\) 数组,我有个极好的处理办法,可惜这里地方太小,我写不下),那么我们直接钦定转移路径上的重合点个数二项式反演。
\(f(i)\):钦定了 \(i\) 个点重合的方案数。
\(g(i)\):恰好 \(i\) 个点重合的方案数。
我们用 \(g(0)\) 转移,\(g(0)=\sum_i (-1)^i f(i)\),发现 \(i\)\(f(i)\) 的次幂一样,所以把 \(-1\) 下发给转移到重合点的时候,这样我们就不用考虑转移的时候链相交的问题了。

这个东西很抽象啊!因为这时我们已经不保证 DP 的含义了。

因为我们 \(f_{i,i}\) 的值终究要贡献给最后的答案,而我们真正的 \(f_{i,i}\) 早在钦定的点个数更小的时候计算了,所以可以这么乱来。对不起了,DP……我没有对你的含义负责。

直接转移就行了,我的代码很帅,大家随便看。

相交限制的处理

\((1,2)→(n-1,m),(2,1)→(n,m-1)\) 相交如何计算?
我们可以画一下相交的情况,然后在第一次相交的时候交换链 \(1\)\(2\) 的路径(感觉这个做法很像反射容斥)。
发现相交路径与 \((1,2)→(n,m-1),(2,1)→(n-1,m)\) 双射。
\(ans=总路径数 - 相交路径数\)
两者只是起点终点不一样。

很帅的代码

\(O(k^2)\),感觉代码很可读所以一些地方不说了。

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int QAQ=2010000,ovo=5100;
const ll mo=1e9+7;
int n,m,k,cnt,jc[QAQ];
struct xxx {int x,y;} d[ovo];
bool cmp(xxx a,xxx b) {return a.x+a.y<b.x+b.y;}
int ksm(ll x,int k)
{ll da=1;for(;k;k>>=1,x=x*x%mo) if(k&1) da=da*x%mo;return da;
}
int cnm(int n,int m) {return (ll)jc[n]*ksm((ll)jc[m]*jc[n-m]%mo,mo-2)%mo;}
int roxy(int i,int j)
{if(d[i].x<=d[j].x&&d[i].y<=d[j].y)return cnm(d[j].y-d[i].y+d[j].x-d[i].x,d[j].y-d[i].y);return 0;
}
#define jia(x,y) x=(x+y)%mo
#define jian(x,y) x=(x-(y))%mo
int dis[ovo][ovo],ans;
ll f[ovo][ovo];
int chuli(int i,int j)
{for(int i=1;i<=cnt;i++) for(int j=1;j<=cnt;j++) f[i][j]=0;f[i][j]=1;for(int i=1;i<=cnt;i++)for(int j=1;j<=cnt;j++){if(i>j)jia(f[i+1][j],f[i][j]*dis[i][i+1]),jia(f[i][i+1],f[i][j]*dis[j][i+1]),jian(f[i+1][i+1],f[i][j]*dis[i][i+1]%mo*dis[j][i+1]);else if(i<j)jia(f[i][j+1],f[i][j]*dis[j][j+1]),jia(f[j+1][j],f[i][j]*dis[i][j+1]),jian(f[j+1][j+1],f[i][j]*dis[i][j+1]%mo*dis[j][j+1]);elsejia(f[i+1][i],f[i][i]*dis[i][i+1]),jia(f[i][i+1],f[i][i]*dis[i][i+1]),jian(f[i+1][i+1],f[i][i]*dis[i][i+1]%mo*dis[i][i+1]);}return f[cnt-1][cnt];
}
signed main()
{jc[0]=1;for(int i=1;i<=2000000;i++) jc[i]=(ll)jc[i-1]*i%mo;cin>>n>>m>>k;d[++cnt]={1,2},d[++cnt]={2,1};for(int i=1,x,y;i<=k;i++){cin>>x>>y;if(x==1&&y==1) continue;if(x==n&&y==m) continue;d[++cnt]={x,y};}d[++cnt]={n-1,m},d[++cnt]={n,m-1};sort(d+3,d+cnt-2+1,cmp);for(int i=1;i<=cnt;i++) for(int j=i;j<=cnt;j++) dis[i][j]=roxy(i,j);cout<<((chuli(1,2)-chuli(2,1))%mo+mo)%mo*2%mo;return 0;
}

刷表无敌好看!!!

一些闲话

为什么你代码这么长?

因为这题涉及到相减的情况,并且我们转移时的重合在两个 DP 里都会被统计到,最终两者相减终为 \(0\),所以在转移上折腾了这么久,终究没啥用啊……但是这个更符合直觉吧。

如何 \(O(k^3)\)

哈哈哈,我没有丢下你们。

\(dis2_{i,j}\):从 \(i\)\(j\) 中途不经过别的点的路径条数。

先用全部的方案减去不合法的方案,不合法的方案我们枚举转移路径中第一个重合点。(这里假设按 \(x_i+y_i\) 排完序了)
\(dis2_{i,j}=\binom{y_j-y_i+x_j-x_i}{x_j-x_i}-\sum_{i<k<j} dis2_{i,k}\binom{y_j-y_k+x_j-x_k}{x_j-x_k}\)

那么相当于上面不用二项式反演,也就是不用 \(-1\) 的系数,直接把上面的 \(dis\) 改成 \(dis2\) 就好了。

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