CodeForces 1204E"Natasha, Sasha and the Prefix Sums"(动态规划 or 组合数学--卡特兰数的应用)

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•题意

  由 n 个 和 个 -1 组成的 $C_{n+m}^{n}$ 个序列;

  对所有序列的最大前缀和求和;

  并规定最大前缀和最小是 0;

•题解

  定义 $(i,j)$ 表示序列由 i 个 1,j 个 -1 组成;

  $(i,j)$ 共有 $C_{i+j}^{i}$ 种不同的组合方式;

  $(i-1,j)$ 共有 $C_{i+j-1}^{i-1}$ 种不同的组合方式;

  $(i,j-1)$ 共有 $C_{i+j-1}^{i}$ 种不同的组合方式;

  如果同时在 $(i-1,j)$ 的 $C_{i+j-1}^{i-1}$ 和 $(i,j-1)$ 的 $C_{i+j-1}^{i}$ 种组合方式的末尾或开头分别插入 1 或 -1;

  那便是 $(i,j)$ 的不同的组合方式的种类数,即 $C_{i+j}^{i}=C_{i+j-1}^{i-1}+C_{i+j-1}^{i}$;

  根据 n,m 的范围($\leq 2000$),考虑用 DP 解决这道题目;

  首先,定义 $dp[i][j]$ 表示由 $(i,j)$ 组成的 $C_{i+j}^{i}$ 个序列,对所有序列的最大前缀和求和后的结果;

  有上述前置知识,很容易想到 $(i,j)$ 可由 $(i-1,j)$ 和 $(i,j-1)$ 得到;

  这也就是说,$dp[i][j]$ 可由 $dp[i-1][j]$ 和 $dp[i][j-1]$ 转移过来;

  因为 $(i,j)$ 可由 $(i-1,j)$ 和 $(i,j-1)$ 的末尾或开头插入 1 或 -1 得到,那到底是在开头插入还是结尾插入呢?

  因为题意让求的是前缀最大值之和,所以,我们考虑到在开头插入 1 或 -1;

    • 在 $(i-1,j)$ 的开头插入 1,也就意味着这 $C_{i+j-1}^{i-1}$ 个序列的前缀最大值都会增加 1,那么
      • $dp[i][j] += dp[i-1][j]+C_{i+j-1}^{i-1}$
    • 在 $(i,j-1)$ 的开头插入 -1,意味着这 $C_{i+j-1}^{i}$ 个序列的前缀最大值会减少 1,那么
      • $dp[i][j] += dp[i][j-1]-C_{i+j-1}^{i}+h[i][j-1]$

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