确实是非常困难的题目啊
我尝试去感受它。每一层是一个二维区间,这太复杂了。
但是我对路径就比较熟。这样,右端点的取值范围就变成了一个区间,问题的维度得到了下降。
考虑如何刻画这条路径。其实前面的铺垫已经足够充分了,问题可以等价于将每一行看成楼房,楼房之间有一些通道,代表这条路径上不拐弯的部分。
我们仔细思考一下,一个方案的贡献应该是 它所包含的通道的概率的乘积。
在这之前,我们不得不做一些准备工作。这是耗时的,但同时也是必须的。
考虑高度为 h h h,长度为 l l l的通道出现的概率。设出现高度为 i i i的楼房对应的概率为 P ( i ) P(i) P(i),这是可以预处理求出来的,具体求出区间 [ i , j ] [i,j] [i,j]出现的概率然后累加一下即可。设 M ( i ) M(i) M(i)表示楼房高度 ≥ i \ge i ≥i的概率, N ( i ) N(i) N(i)表示楼房高度 < i <i <i的概率,这显然也可以预处理求得。那么通道出现的概率就是 M ( i ) 2 N ( i ) l − 1 M(i)^2N(i)^{l-1} M(i)2N(i)l−1。
考虑楼房最大高度从 h h h变成 h + 1 h+1 h+1时,不重不漏的计算答案。记 g i g_i gi表示长度为 i i i的区间对应的答案。取最靠左边的两个相邻的高度为 h + 1 h+1 h+1的楼房,设通道长度为 l l l,那么我们还要知道通道间高度恰好为 h h h的楼房的数目才能计算答案,于是难以为继了。
一语成戳了。真的是二维容斥。
记 P ( i ) = ( K i ) p i ( 1 − p ) K − i P(i)=\binom{K}{i}p^i(1-p)^{K-i} P(i)=(iK)pi(1−p)K−i, P ( l , r ) P(l,r) P(l,r)表示这一行剩下区间 [ l , r ] [l,r] [l,r]的概率,显然 P ( l , r ) = P l − 1 P m − r P(l,r)=P_{l-1}P_{m-r} P(l,r)=Pl−1Pm−r。
设而不求。设 h i , l , r h_{i,l,r} hi,l,r表示到第 i i i行还剩区间 [ l , r ] [l,r] [l,r]的概率, f i , r f_{i,r} fi,r表示右端点为 r r r的 h h h的和, g i , l g_{i,l} gi,l表示左端点为 l l l的 h h h的和, F i , r F_{i,r} Fi,r表示右端点小于等于 r r r的 h h h的和, G i , l G_{i,l} Gi,l表示左端点大于等于 l l l的 h h h的和。
与上述路径不同的地方在于,维度变多了,但是转移式变得非常清晰: h i , l , r = P ( l , r ) ∑ [ l ′ , r ′ ] ∩ [ l , r ] ≠ ∅ h i − 1 , l ′ , r ′ h_{i,l,r}=P(l,r)\sum_{[l',r']\cap [l,r]\ne \empty}h_{i-1,l',r'} hi,l,r=P(l,r)∑[l′,r′]∩[l,r]=∅hi−1,l′,r′。容斥有讲究,这里考虑用总方案数减去 r ′ < l r'<l r′<l和 l ′ > r l'>r l′>r的情况,也就是 h i , l , r = P ( l , r ) ( F i − 1 , m − F i − 1 , l − 1 − G i − 1 , r + 1 ) h_{i,l,r}=P(l,r)(F_{i-1,m}-F_{i-1,l-1}-G_{i-1,r+1}) hi,l,r=P(l,r)(Fi−1,m−Fi−1,l−1−Gi−1,r+1)。
其实接下来思路非常简单。只要把 f , g f,g f,g都求出来, F , G F,G F,G都可以通过做前缀和求到。把 h h h带进去不就变成只包含 f , g , F , G f,g,F,G f,g,F,G的式子了吗。
复杂度 O ( n m ) O(nm) O(nm)。
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define fi first
#define se second
using namespace std;
const int mod=1e9+7;
const int N=2005;
const int M=1e5+5;
int n,m,K;
ll P[N],fac[M],inv[M],A,B,f[N],g[N],F[N],G[N],sumP[N];
ll tranf[N],trang[N];
ll fpow(ll x,ll y=mod-2){ll z(1);for(;y;y>>=1){if(y&1)z=z*x%mod;x=x*x%mod;}return z;
}
void init(int n){fac[0]=1;for(int i=1;i<=n;i++)fac[i]=fac[i-1]*i%mod;inv[n]=fpow(fac[n]);for(int i=n;i>=1;i--)inv[i-1]=inv[i]*i%mod;
}
ll binom(ll x,ll y){if(x<0||y<0||x<y)return 0;return fac[x]*inv[y]%mod*inv[x-y]%mod;
}
void add(ll &x,ll y){x=(x+y)%mod;}
int main(){ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0),cout.tie(0);cin>>n>>m>>A>>B>>K;init(K);for(int i=0;i<=min(K,m);i++){P[i]=binom(K,i)*fpow(A,i)%mod*fpow(B-A,K-i)%mod*fpow(fpow(B),K)%mod;}sumP[0]=P[0];for(int i=1;i<=m;i++)sumP[i]=(sumP[i-1]+P[i])%mod;for(int i=1;i<=m;i++){for(int j=i;j<=m;j++){ll tmp=P[i-1]*P[m-j]%mod;add(f[j],tmp),add(g[i],tmp);}}for(int i=1;i<=m;i++)F[i]=(F[i-1]+f[i])%mod;for(int i=m;i>=1;i--)G[i]=(G[i+1]+g[i])%mod;for(int i=1;i<n;i++){for(int j=1;j<=m;j++){tranf[j]=(tranf[j-1]+P[j-1]*F[j-1])%mod;}for(int j=m;j>=1;j--){trang[j]=(trang[j+1]+P[m-j]*G[j+1])%mod;}ll tmp=F[m];for(int j=1;j<=m;j++){add(f[j]=0,sumP[j-1]*F[m]%mod*P[m-j]);add(f[j],-P[m-j]*tranf[j]);add(f[j],-P[m-j]*G[j+1]%mod*sumP[j-1]);}for(int j=m;j>=1;j--){add(g[j]=0,sumP[m-j]*F[m]%mod*P[j-1]);add(g[j],-P[j-1]*trang[j]);add(g[j],-P[j-1]*F[j-1]%mod*sumP[m-j]);}for(int j=1;j<=m;j++)F[j]=(F[j-1]+f[j])%mod;for(int j=m;j>=1;j--)G[j]=(G[j+1]+g[j])%mod;}cout<<(F[m]+mod)%mod;
}