「2019冬令营提高组」堆

传送门

二叉堆计数显然可以递归处理

考虑两个二叉堆合并时的情况:

 

最小的数肯定在根的位置

设此时总的节点数为 $tot$,堆$A$的节点数为 $a$,我们显然可以从 $tot-1$ 个数中随意选出 $a$ 个数放到堆$A$中,剩下的数放到堆$B$中($tot-1$是因为根的值已经确定了)

考虑堆$A$原本的一种可能情况,发现如果我们把随意选出的 $a$ 个数按排名标号,把相应排名的数放到堆$A$原本相应的值的位置刚好为一种情况

堆$B$显然也可以同样考虑

设 $f[i]$ 表示有 $i$ 个节点的二叉堆的方案数,那么根据乘法原理有如下转移

$f[tot]=C^{a}_{tot-1}*f[a]*f[b]$

因为二叉堆是完全二叉树所以对于每一个 $tot$,它的 $a$ 和 $b$ 都是固定的

然后预处理一波阶乘就可以得到 60 分的好成绩:

 

60分代码

 

继续考虑优化,发现我们还有一条重要的性质没有好好利用:二叉堆是一颗完全二叉树

完全二叉树中,左右儿子至少有一个儿子是满二叉树,这条性质用反证法容易证明

所以我们可以先预处理出所有满二叉树的堆的方案数,然后递归时只要往一边儿子走就好了

递归复杂度 $log_n$

但是有一个很大的问题,组合数太大了阶乘无法预处理

怎么办?

分块打表!

先在本机中求出所以阶乘并每 $100000$ 个阶乘就输出一次,文件大小大概 97MB(比赛时代码长度要求小于100MB)

然后就过了23333

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1e9,mo=1e9+7,M=1e5;
int main()
{
    freopen("data.out","w",stdout);
    int fac=1;
    cout<<1<<","; 
    for(int i=1;i<=N;i++)
    {
        fac=1ll*fac*i%mo;
        if(i%M==0)
        {
            if(i!=N) printf("%d,",fac);
            else printf("%d\n",fac);
        }
    }
    return 0;
}
打表代码
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1e9,mo=1e9+7,M=1e5;
int fac[100007]={}//
inline int Fac(int pos)//分块求阶乘 
{
    int res=fac[pos/M];
    for(int i=pos/M*M+1;i<=pos;i++)
        res=1ll*res*i%mo;
    return res;
}
inline int ksm(int x,int y)//快速幂求逆元 
{
    int res=1;
    while(y)
    {
        if(y&1) res=1ll*res*x%mo;
        x=1ll*x*x%mo; y>>=1;
    }
    return res;
}
inline int C(int x,int y) { return 1ll*Fac(x) * ksm(Fac(x-y),mo-2)%mo * ksm(Fac(y),mo-2)%mo; }//求组合数(x个数中选y个数的方案数) 
int n,f[107];//f[i]表示层数为i的满二叉堆的方案数 
int dfs(int x)
{
    int i=1;
    while( (1<<i)-1<x ) i++;
    if( (1<<i)-1==x ) return f[i];
    if( (1<<i)-1 - (1<<i-2) >= x )//判断左右子树哪个是满的 
        return 1ll*dfs(x-(1<<i-2)) * f[i-2]%mo * C(x-1,(1<<i-2)-1)%mo;
    else return 1ll*dfs(x-(1<<i-1)) * f[i-1]%mo * C(x-1,(1<<i-1)-1)%mo;
}
int main()
{
    freopen("heap.in","r",stdin);
    freopen("heap.out","w",stdout);
    scanf("%d",&n);
    f[0]=f[1]=1;
    for(int i=2;i<=30;i++)//预处理f 
        f[i]=1ll*f[i-1]*f[i-1]%mo*C((1<<i)-2,(1<<i-1)-1)%mo;
    printf("%d",dfs(n));
    return 0;
}

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转载自www.cnblogs.com/LLTYYC/p/10522740.html
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