E. Colorings and Dominoes

题意:

给定一个nmn*m个格子的黑白图,白色可染成红色或蓝色,共有2w2^w种染色方案(w为图中白色块数)。多米诺规格为121 *2,水平放置的多米诺只有放置的两个格子都是红色时才能染色,垂直放置的多米诺只有两个格子都是蓝色时才能染色,问每种染色方案最大放置多米诺数的和。

解析:

这道题可以考虑概率做法。首先对于水平或垂直放置两种,可以将连续的白色块看做一个竖条或横条,多米诺只能放置在这个横条或竖条上。其次对于全部方案我们设EE为染色方案的期望,则答案为2wE2^w*EEE的值为pd\sum p_d,其中pdp_d为可以在ddd+1d+1间放置一块多米诺的概率。可以找几个简单的例子找规律。

当前放置格子前无白色块时,当且仅且当当前格子和下一个格子全部染成相同颜色时可放置,概率为14\frac{1}{4}

当前放置格子前有一个白色块时,只有前一个白色块的颜色和后两个格子颜色不同时可以放置,概率为18\frac{1}{8}

当前放置格子前有两个白色块时,用二进制表示有0011,1011,11110011,1011,1111方式染色时可以放置,概率为316\frac{3}{16}

以上几个例子求差可以得到白色块个数与概率的关系:1418+316....\frac{1}{4}-\frac{1}{8}+\frac{3}{16}-....

于是只需遍历图进行计算即可得到答案。

这里还有一个细节,就是概率不能用浮点数计算,需要模拟分数进行加减。

代码:
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#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
#define fast \
ios_base::sync_with_stdio(false); \
cin.tie(NULL);
const int N = 3e5 + 10;
const int M = 1e6 + 10;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const long long LINF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
const int mod = 998244353;
const double eps = 1e-3;
string Map[N];
long long fastpow(long long a, long long k) {
long long res = 1;
while (k) {
if (k & 1) res = res * a % mod;
k >>= 1;
a = a * a % mod;
}
return res % mod;
}
//分数模拟相加
void Plus(long long &sum, long long &two, long long now1, long long now2) {
if (two > now2) {
int k = two - now2;
now1 = now1 * fastpow(2, k) % mod;
sum = (sum + now1) % mod;
} else {
int k = now2 - two;
sum = sum * fastpow(2, k) % mod;
two = now2;
sum = (sum + now1) % mod;
}
}
int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
int n, m;
cin >> n >> m;
long long cnt = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> Map[i];
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (Map[i][j] == 'o') cnt++;
}
}
int c = -1;
long long sum = 0, countOfTwo = 0;
long long now1 = 1, now2 = 2;
//遍历水平放置
for (int i = 0; i < n; i++) {
now1 = 1, now2 = 2;
c = -1;
for (int j = 0; j < m - 1; j++) {
if (Map[i][j] == 'o' && Map[i][j + 1] == 'o') {
Plus(sum, countOfTwo, now1, now2);
now1 = (now1 * 2 % mod + c + mod) % mod;
now2++;
c = -c;
} else {
now1 = 1, now2 = 2;
c = -1;
}
}
}
//遍历垂直放置
for (int j = 0; j < m; j++) {
now1 = 1, now2 = 2;
c = -1;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
if (Map[i][j] == 'o' && Map[i + 1][j] == 'o') {
Plus(sum, countOfTwo, now1, now2);
now1 = (now1 * 2 % mod + c + mod) % mod;
now2++;
c = -c;
} else {
now1 = 1, now2 = 2;
c = -1;
}
}
}
cnt -= min(cnt, countOfTwo);
sum %= mod;
long long out = fastpow(2, cnt) * sum % mod;
cout << out << '\n';
return 0;
}