yakut, oldukça hızlı, ancak girdiye bağlı
Şimdi dizelerden tamsayılara geçerek 2 ~ 2,5 faktör hızlandırın.
Kullanımı:
cat <input> | ruby this.script.rb
Örneğin.
mad_gaksha@madlab ~/tmp $ ruby c50138.rb < c50138.inp2
number of matches: 298208861472
took 0.05726237 s
Binom katsayısı tarafından kolayca hesaplanan tek bir maske için eşleşme sayısı. Yani örneğin 122020
3 2
s dolu, 1 0
ve 2 gerekir 1
. Bu yüzden nCr(3,2)=nCr(3,1)=3!/(2!*1!)=3
bu maskeyle eşleşen farklı ikili dizeler vardır .
N maskeleri m_1, m_2, ... m_n arasındaki kesişme bir maske q'dur, öyle ki ikili bir s dizisi sadece m_i tüm maskelerle eşleştiğinde q ile eşleşir.
İki maske m_1 ve m_2 alırsak, kesişimi kolayca hesaplanır. M_1 [i] == 2 ise m_1 [i] = m_2 [i] ayarını yapmanız yeterlidir. Kesişme 122020
ve 111222
bir 111020
:
122020 (matched by 3 strings, 111000 110010 101010)
111222 (matched by 1 string, 111000)
111020 (matched by 1 string, 111000)
İki ayrı maske 3 + 1 = 4 dize ile eşleştirilir, kesişim maskesi bir dize ile eşleştirilir, bu nedenle bir veya her iki maskle eşleşen 3 + 1-1 = 3 benzersiz dize vardır.
Tüm m_i ile eşleşen dizelerin sayısını N (m_1, m_2, ...) olarak arayacağım. Yukarıdaki ile aynı mantığı uygulayarak, dahil etme hariç tutma ilkesi tarafından verilen en az bir maske ile eşleşen benzersiz dizelerin sayısını hesaplayabilir ve aşağıdaki gibi de görebilirsiniz:
N(m_1) + N(m_2) + ... + N(m_n) - N(m_1,m_2) - ... - N(m_n-1,m_n) + N(m_1,m_2,m_3) + N(m_1,m_2,m_4) + ... N(m_n-2,m_n-1,m_n) - N(m_1,m_2,m_3,m_4) -+ ...
200'den 30 maske almanın birçok, birçok, birçok kombinasyonları var.
Böylece bu çözüm, giriş maskelerinin pek çok üst düzey kesişiminin olmadığı varsayımını yapar. n> 2 maskesinin çoğu n-tuplesinde ortak bir eşleşme olmaz.
Buradaki kodu kullanın, ideone'deki kod eski olabilir.
remove_duplicates
Giriş işlemek ve m_i
onunla eşleşen tüm dizeleri de başka bir maske ile eşleşecek şekilde maskeleri silmek için kullanılabilecek bir işlev ekledim m_j
., Geçerli giriş için, bu tür maskeler (veya çok fazla) olmadığı için bu aslında daha uzun sürer , bu nedenle işlev henüz aşağıdaki koddaki verilere uygulanmaz.
Kod:
# factorial table
FAC = [1]
def gen_fac(n)
n.times do |i|
FAC << FAC[i]*(i+1)
end
end
# generates a mask such that it is matched by each string that matches m and n
def diff_mask(m,n)
(0..m.size-1).map do |i|
c1 = m[i]
c2 = n[i]
c1^c2==1 ? break : c1&c2
end
end
# counts the number of possible balanced strings matching the mask
def count_mask(m)
n = m.size/2
c0 = n-m.count(0)
c1 = n-m.count(1)
if c0<0 || c1<0
0
else
FAC[c0+c1]/(FAC[c0]*FAC[c1])
end
end
# removes masks contained in another
def remove_duplicates(m)
m.each do |x|
s = x.join
m.delete_if do |y|
r = /\A#{s.gsub(?3,?.)}\Z/
(!x.equal?(y) && y =~ r) ? true : false
end
end
end
#intersection masks of cn masks from m.size masks
def mask_diff_combinations(m,n=1,s=m.size,diff1=[3]*m[0].size,j=-1,&b)
(j+1..s-1).each do |i|
diff2 = diff_mask(diff1,m[i])
if diff2
mask_diff_combinations(m,n+1,s,diff2,i,&b) if n<s
yield diff2,n
end
end
end
# counts the number of balanced strings matched by at least one mask
def count_n_masks(m)
sum = 0
mask_diff_combinations(m) do |mask,i|
sum += i%2==1 ? count_mask(mask) : -count_mask(mask)
end
sum
end
time = Time.now
# parse input
d = STDIN.each_line.map do |line|
line.chomp.strip.gsub('2','3')
end
d.delete_if(&:empty?)
d.shift
d.map!{|x|x.chars.map(&:to_i)}
# generate factorial table
gen_fac([d.size,d[0].size].max+1)
# count masks
puts "number of matches: #{count_n_masks(d)}"
puts "took #{Time.now-time} s"
Buna dahil etme dışlama ilkesi denir, ancak biri beni işaret etmeden önce kendi kanıtım vardı, işte gidiyor. Kendiniz bir şey yapmak harika hissettiriyor.
İki maskeyi ele alalım, sonra arayın 0
ve 1
önce. Her dengeli ikili dizeyi alıp, hangi maskeye (maskelere) uygun olduğunu sınıflandırıyoruz. c0
maske sadece maç olanların sayısıdır 0
, c1
sadece maç olanların Nunber 1
, c01
bu o maç maske 0
ve 1
.
Izin vermek s0
her maske için maç sayısı toplamı (onlar örtüşebilir). Izin vermek s1
her çifti (2-kombinasyonu) için eşleşme sayısı toplamı maskeleri. Izin vermek s_i
her (i + 1) maske kombinasyonu için maç sayısı toplamı. N maskelerinin eşleşme sayısı, tüm maskelerle eşleşen ikili dizelerin sayısıdır.
Eğer n maske varsa, istenen çıktı tümünün toplamıdır c
, yani. c = c0+...+cn+c01+c02+...+c(n-2)(n-1)+c012+...+c(n-3)(n-2)(n-1)+...+c0123...(n-2)(n-1)
. Programın hesapladığı şey, hepsinin alternatif toplamıdır s
. s = s_0-s_1+s_2-+...+-s_(n-1)
. Bunu kanıtlamak istiyoruz s==c
.
n = 1 açıktır. N = 2'yi düşünün. Maskenin tüm eşleşmeleri Sayma 0
verir c0+c01
(sadece 0 + olanlar eşleştirme hem eşleşen dizeleri sayısını 0
ve 1
her eşleşmeleri sayarak,) 1
verir c1+c02
. Bunu şu şekilde açıklayabiliriz:
0: c0 c01
1: c1 c10
Tanımı gereği s0 = c0 + c1 + c12
,. s1
her 2 kombinasyonunun toplam eşleşme sayısıdır [0,1]
, yani. tüm uniqye c_ij
s. Unutmayın c01=c10
.
s0 = c0 + c1 + 2 c01
s1 = c01
s = s0 - s1 = c0 + c1 + c01 = c
Böylece s=c
n = 2 için.
Şimdi n = 3'ü düşünün.
0 : c0 + c01 + c02 + c012
1 : c1 + c01 + c12 + c012
2 : c2 + c12 + c02 + c012
01 : c01 + c012
02 : c02 + c012
12 : c12 + c012
012: c012
s0 = c0 + c1 + c2 + 2 (c01+c02+c03) + 3 c012
s1 = c01 + c02 + c12 + 3 c012
s2 = c012
s0 = c__0 + 2 c__1 + 3 c__2
s1 = c__1 + 3 c__2
s2 = c__2
s = s0 - s1 + s2 = ... = c0 + c1 + c2 + c01 + c02 + c03 + c012 = c__0 + c__1 + c__2 = c
Böylece s=c
n = 3 için. (i + 1) indeksli c__i
tüm c
s'leri temsil eder , örneğin c__1 = c01
n = 2 ve c__1 = c01 + c02 + c12
n == 3 için.
N = 4 için, bir desen ortaya çıkmaya başlar:
0: c0 + c01 + c02 + c03 + c012 + c013 + c023 + c0123
1: c1 + c01 + c12 + c13 + c102 + c103 + c123 + c0123
2: c2 + c02 + c12 + c23 + c201 + c203 + c213 + c0123
3: c3 + c03 + c13 + c23 + c301 + c302 + c312 + c0123
01: c01 + c012 + c013 + c0123
02: c02 + c012 + c023 + c0123
03: c03 + c013 + c023 + c0123
12: c11 + c012 + c123 + c0123
13: c13 + c013 + c123 + c0123
23: c23 + c023 + c123 + c0123
012: c012 + c0123
013: c013 + c0123
023: c023 + c0123
123: c123 + c0123
0123: c0123
s0 = c__0 + 2 c__1 + 3 c__2 + 4 c__3
s1 = c__1 + 3 c__2 + 6 c__3
s2 = c__2 + 4 c__3
s3 = c__3
s = s0 - s1 + s2 - s3 = c__0 + c__1 + c__2 + c__3 = c
Böylece s==c
n = 4 için.
Genel olarak, bunun gibi binom katsayıları elde ederiz (↓, i, → j):
0 1 2 3 4 5 6 . . .
0 1 2 3 4 5 6 7 . . .
1 1 3 6 10 15 21 . . .
2 1 4 10 20 35 . . .
3 1 5 15 35 . . .
4 1 6 21 . . .
5 1 7 . . .
6 1 . . .
. .
. .
. .
Bunu görmek için, bazıları için bunu düşünün i
ve j
var:
- x = ncr (n, i + 1): (i + 1) maskesinin n dışında kesişimi için C kombinasyonları
- y = ncr (ni-1, ji): yukarıdaki her C kombinasyonu için, (j + 2) maskelerinin C içerenlerden kesişimi için y farklı kombinasyon vardır.
- z = ncr (n, j + 1): (j + 1) maskelerinin n dışında kesişimi için farklı kombinasyonlar
Bu kafa karıştırıcı gelebilir, işte bir örnek için uygulanan tanım. İ = 1, j = 2, n = 4 için, şuna benzer (yukarıdaki referans):
01: c01 + c012 + c013 + c0123
02: c02 + c012 + c023 + c0123
03: c03 + c013 + c023 + c0123
12: c11 + c012 + c123 + c0123
13: c13 + c013 + c123 + c0123
23: c23 + c023 + c123 + c0123
Yani burada x = 6 (01, 02, 03, 12, 13, 23), y = 2 (her kombinasyon için üç indeksi olan iki c), z = 4 (c012, c013, c023, c123).
Toplamda, (j + 1) indeksleri olan x*y
katsayılar c
vardır ve z
farklı olanlar vardır, bu nedenle her biri x*y/z
katsayı dediğimiz zamanlar meydana gelir k_ij
. Basit cebirle anlıyoruz k_ij = ncr(n,i+1) ncr(n-i-1,j-i) / ncr(n,j+1) = ncr(j+1,i+1)
.
Dizin tarafından verilir. k_ij = nCr(j+1,i+1)
Tüm tanımları hatırlarsanız, göstermemiz gereken tek şey, her sütunun alternatif toplamının 1 vermesidir.
Alternatif toplam s0 - s1 + s2 - s3 +- ... +- s(n-1)
, böylece şu şekilde ifade edilebilir:
s_j = c__j * ∑[(-1)^(i+j) k_ij] for i=0..n-1
= c__j * ∑[(-1)^(i+j) nCr(j+1,i+1)] for i=0..n-1
= c__j * ∑[(-1)^(i+j) nCr(j+1,i)]{i=0..n} - (-1)^0 nCr(j+1,0)
= (-1)^j c__j
s = ∑[(-1)^j s_j] for j = 0..n-1
= ∑[(-1)^j (-1)^j c__j)] for j=0..n-1
= ∑[c__j] for j=0..n-1
= c
Böylece s=c
tüm n = 1,2,3, ...