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NC214840. [NOIP2020]微信步数(walk)

描述

        小 C 喜欢跑步,并且非常喜欢在微信步数排行榜上刷榜,为此他制定了一个刷微信步数的计划。
        他来到了一处空旷的场地,处于该场地中的人可以用 k 维整数坐标(a1,a2,…,ak)来表示其位置。场地有大小限制,第 i 维的大小为 wi,因此处于场地中的人其坐标应满足 1 ≤ ai ≤ wi (1 ≤ i ≤ k)。
        小 C 打算在接下来的 P = w1 × w2 × ... × wk 天中,每天从场地中一个新的位置出发,开始他的刷步计划(换句话说,他将会从场地中每个位置都触发一次进行计划)。
        他的计划非常简单,每天按照事先规定好的路线行走,每天的路线由 n 步移动构成,每一步可以用 ci 与 di 表示:若他当前位于(a1,a2,…,aci + di,…,ak,其中 1 ≤ ci ≤ k,di ∈ {-1, 1}。小 C 将会不断重复这个路线,直到他走出了场地的范围才结束一天的计划。(即走完第 n 步后,若小 C 还在场地内,他将回到第 1 步从头再走一遍)。
        小 C 对自己的速度非常有自信,所以他并不在意具体耗费的时间,他只想知道 P 天之后,他一共刷出了多少步微信步数。请你帮他算一算。

输入描述

第一行两个用单个空格分隔的整数 n,k。分别表示路线步数与场地维数。
接下来一行 k 个用单个空格分隔的整数 wi,表示场地大小。
接下来 n 行每行两个用单个空格分隔的整数 ci,di,依次表示每一步的方向,具体意义见题目描述。

输出描述

仅一行一个整数表示答案。答案可能很大,你只需要输出其对 109 + 7 取模后的值。
若小 C 的计划会使得他在某一天在场地中永远走不出来,则输出一行一个整数 -1。

示例1

输入:

3 2
3 3
1 1
2 -1
1 1

输出:

21

说明:

从 (1, 1) 出发将走 2 步,从 (1, 2) 出发将走 4 步,从 (1, 3) 出发将走 4 步。
从 (2, 1) 出发将走 2 步,从 (2, 2) 出发将走 3 步,从 (2, 3) 出发将走 3 步。
从 (3, 1) 出发将走 1 步,从 (3, 2) 出发将走 1 步,从 (3, 3) 出发将走 1 步。
共计 21 步。

示例2

输入:

5 4
6 8 6 5
3 1
2 1
1 1
2 1
2 -1

输出:

10265

原站题解

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C++ 解法, 执行用时: 71ms, 内存消耗: 4352K, 提交时间: 2022-04-22 09:02:06

#include <bits/stdc++.h>
#define rep(i, a, b) for (int i = (a); i <= int(b); i++)
#define per(i, a, b) for (int i = (a); i >= int(b); i--)
using namespace std;

typedef long long ll;
const int maxn = 5e5, mod = 1e9 + 7;
int n, k, w[10], c[maxn + 5], d[maxn + 5], dt[10], res, S[11][11], inv[12];

struct foo{
	int z[10], l[10], r[10];
	void reset() {
		memset(z, 0, k << 2);
		memset(l, 0, k << 2);
		memset(r, 0, k << 2);
	}
	foo(){
		reset();
	}
	int walk(int c, int d){
		z[c] += d;
		if (z[c] < l[c] || z[c] > r[c]){
			l[c] = min(l[c], z[c]);
			r[c] = max(r[c], z[c]);
			return d;
		}
		return 0;
	}
} F, B;

inline void red(int &x){
	x += x >> 31 & mod;
}

void prework(int n){
	S[0][0] = 1;
	rep(i, 1, n) rep(j, 1, i){
		S[i][j] = (S[i - 1][j - 1] + ll(S[i - 1][j]) * j) % mod;
	}
	inv[1] = 1;
	rep(i, 2, n + 1){
		inv[i] = ll(mod - mod / i) * inv[mod % i] % mod;
	}
}

int calc(int k, int n){
	int s = 0, c = 1;
	rep(i, 0, k){
		c = ll(c) * max(0, n - i) % mod;
		s = (s + ll(c) * inv[i + 1] % mod * S[k][i]) % mod;
	}
	return s;
}

int work(int a[]){
	int lim = mod;
	rep(i, 0, k - 1) if (dt[i]){
		lim = min(lim, (a[i] + dt[i] - 1) / dt[i]);
	}
	int dp[11] = { 1 };
	rep(i, 0, k - 1){
		per(j, i, 0){
			dp[j + 1] = (dp[j + 1] + ll(mod - dt[i]) * dp[j]) % mod;
			dp[j] = ll(a[i]) * dp[j] % mod;
		}
	}
	int res = 0;
	rep(i, 0, k){
		res = (res + ll(dp[i]) * calc(i, lim)) % mod;
	}
	return res;
}

int main(){
	// freopen("walk.in", "r", stdin);
	// freopen("walk.out", "w", stdout);
	scanf("%d %d", &n, &k);
	prework(k);
	rep(i, 0, k - 1){
		scanf("%d", &w[i]);
	}
	rep(i, 1, n){
		scanf("%d %d", &c[i], &d[i]), c[i]--;
		if (F.walk(c[i], d[i]) && F.r[c[i]] - F.l[c[i]] <= w[c[i]]) {
			int x = 1;
			rep(j, 0, k - 1) if (j != c[i]){
				x = ll(x) * max(0, w[j] - F.r[j] + F.l[j]) % mod;
			}
			res = (res + ll(i) * x) % mod;
		}
	}
	rep(i, 1, n) if (F.z[c[i]] < 0){
		d[i] = -d[i];
	}
	rep(i, 0, k - 1) if (F.z[i] < 0){
		F.z[i] = -F.z[i];
		swap(F.l[i], F.r[i]);
		F.l[i] = -F.l[i];
		F.r[i] = -F.r[i];
	}
	B = F;
	bool chk = true;
	rep(i, 0, k - 1){
		dt[i] = B.z[i];
		chk &= dt[i] == 0;
	}
	if (chk){
		bool ok = false;
		rep(i, 0, k - 1){
			ok |= B.r[i] - B.l[i] >= w[i];
		}
		printf("%d\n", ok ? res : -1);
		exit(0);
	}
	int a[10] = {};
	rep(i, 1, n){
		if (F.walk(c[i], d[i]) && F.r[c[i]] - F.l[c[i]] <= w[c[i]]){
			bool ok = true;
			rep(j, 0, k - 1) if (j != c[i]){
				ok &= w[j] - F.r[j] + F.l[j] > 0;
			}
			if (!ok){
				continue;
			}
			rep(j, 0, k - 1) if (j != c[i]){
				a[j] = w[j] - F.r[j] + F.l[j];
			}
			a[c[i]] = w[c[i]] - F.r[c[i]] + F.l[c[i]] + 1, res = (res + ll(i) * work(a)) % mod;
			a[c[i]] = w[c[i]] - F.r[c[i]] + F.l[c[i]], res = (res + ll(mod - i) * work(a)) % mod;
		}
	}
	rep(i, 0, k - 1){
		a[i] = max(0, w[i] - B.r[i] + B.l[i]);
	}
	res = (res + ll(n) * work(a)) % mod;
	printf("%d\n", res);
	return 0;
}

上一题