题解:P11270 【MX-S5-T4】魔法少女们

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想题五分钟,调试两年半,码力有待加强。

首先把所有一定不可能匹配的括号串扔掉,他们没有用。

不妨设 n,m 同阶,所有字符串的总长度为 L

对于原问题,考虑拆贡献:枚举每一对 (i,j) ,求出有多少个合法括号串满足 S_i 为前缀,T_i 为后缀。

|S|+|T|K 的大小关系分类讨论一下。

先考虑 |S|+|T|>K 的部分,这意味着 ST 在最终的序列中存在重叠部分。

考虑枚举 S 和重叠部分长度 d,则根据 |T|+|S|-d=k 可以知道 T 的两个限制:

  1. 长度为一个定值 l

判断字符串是否相等可以使用字符串哈希。接下来我们枚举所有长度和 \delta 满足条件的串 T,转化为查询 T 的前缀的哈希值在刚刚出现了几次,可以再开一个哈希表维护。

因为所有字符串的长度之和是 L,所以这部分的枚举量是 O(L) 的,常数较小。

方便起见,以下记 k=\frac k 2,即左括号数量。

接下来是 |S|+|T|\le K。这说明 ST 中间存在一段空缺。

根据经典套路,将括号串转化为一个 (0,0)\to (k,k) 并且不碰到 y=x+1 直线的路径。则这个路径的开头和结尾部分已知,则开头走到了 (s_x,s_y),结尾走到了 (e_x,e_y)

将坐标稍微平移一下,则我们需要解决如下问题:

f(i,j) 表示 (ax_i,ay_i) 走到 (bx_j,by_j) 并且不经过 y=x 的路径数量。你需要求出所有 i,jf(i,j) 的和。

再次根据经典转化,我们将经过 y=x 的路径,和到达 (by,bx) 的路径建立一个双射。则答案可以转化成两个组合数相减的形式,可以再次拆开。

所以我们再次将问题转化为:

g(i,j) 表示 (ax_i,ay_i) 走到 (bx_j,by_j) 的路径数量。你需要求出所有 i,jg(i,j) 的和。

Lemma:最多有 O(L^{\frac 2 3}) 个本质不同的点。

注意到 L=\sum (ax_i+ay_i) 的限制,取 B=L^{\frac 1 3}

ax+ay\le B,则有 O(B^2) 个小点。

ax+ay>B 则最多只有 O(\frac L B) 个大点。

综上,点数为 O(B^2+\frac L B)=O(L^{\frac 2 3})

所以暴力枚举计算贡献就可以做到 O(L^{\frac 4 3}),但是对于赛后 vp 玩家来说还不够。

大点之间肯定没办法继续优化,考虑优化小点的计算过程。

再次联想到 AGC001E。我们发现,对于值域较小的情况,直接用 dp 就可以让复杂度和点数无关。

所以对于小点到小点的情况,我们可以把所有小点先走到 x+y=Bx+y=k-B 上,而这两条直线上分别只有 O(B) 个点,就可以直接 O(B^2) 统计答案。

对于大点到小点的情况,考虑对大点在 x+y=B 直线的哪个部分分类讨论:如果 bx+by\le B,则我们可以使用刚才的 dp 数组直接计算答案,否则继续枚举 x+y=B 上的点计算贡献。

总时间复杂度为 O(B^2+\frac {L^2} {B^2}+B\times \frac L B)=O(L),可能需要特别处理 k\le B 的情况,细节较多。

(小声BB)这种题评紫是不是有点过于先进了?

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
const int N=2e5+9,M=1e6+9,mod=1e9+7;
namespace io{

inline void gi(int &x)
{
    x=0;char ch=getchar();
    while(ch<'0'||'9'<ch) ch=getchar();
    while('0'<=ch&&ch<='9') x=x*10+ch-'0',ch=getchar();
}
void print(int x)
{
    if(x<=9) return putchar(x+'0'),void();
    print(x/10),putchar(x%10+'0');
}
inline void gstr(string &s)
{
    s.clear();
    char ch=getchar();
    if(ch!='('&&ch!=')') ch=getchar();
    while(ch=='('||ch==')') s.push_back(ch),ch=getchar();
}

}using io::gi;using io::print;using io::gstr;

void Add(int &x,int y){x+=y;if(x>=mod) x-=mod;}
int n,m,K,ans=0;
string S[N],T[N];
void readIn()
{
    gi(n);gi(m);gi(K);
    int n0=0,m0=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        gstr(S[++n0]);
        if(S[n0].size()>K){n0--;continue;}
        int cnt=0,cnt0=0,cnt1=0;
        for(int j=0;j<S[n0].size();j++)
        if(S[n0][j]=='(') cnt++,cnt0++;
        else if(!cnt){n0--;break;}
        else cnt--,cnt1++;
        if(cnt0*2>K||cnt1*2>K) n0--;
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        gstr(T[++m0]);
        if(T[m0].size()>K){m0--;continue;}
        int cnt=0,cnt0=0,cnt1=0;
        for(int j=T[m0].size()-1;j>=0;j--)
        if(T[m0][j]==')') cnt++,cnt0++;
        else if(!cnt){m0--;break;}
        else cnt--,cnt1++;
        if(cnt0*2>K||cnt1*2>K) m0--;        
    }
    n=n0,m=m0;
}

int fac[M],inv[M],ifac[M];
void ycl(int lim=1e6)
{
    fac[0]=fac[1]=inv[0]=inv[1]=ifac[0]=ifac[1]=1;
    for(int i=2;i<=lim;i++)
    {
        fac[i]=1ll*fac[i-1]*i%mod;
        inv[i]=1ll*(mod-mod/i)*inv[mod%i]%mod;
        ifac[i]=1ll*ifac[i-1]*inv[i]%mod;
    }
}
inline int C(int x,int y){return x>=y&&y>=0?1ll*fac[x]*ifac[y]%mod*ifac[x-y]%mod:0;}

namespace tobie{

const int Base=3;
int pw[M];
vector<int> hsh_S[N],hsh_T[N];
vector<int> id_S[M],id_T[M];
vector<int> sum_S[N];
int sum_T[N];
typedef pair<int,int> pii;
struct Node{
    pii key;
    int val,nxt;
}a[N];
int head[M],node_cnt=0;
inline int hsh2(pii num){return (1ll*num.first*(n+1)+num.second)%1000003;}
void Clear()
{
    for(int i=1;i<=node_cnt;i++) head[hsh2(a[i].key)]=0;
    node_cnt=0;
}
void Ins(pii key,int val)
{
    int h=hsh2(key);
    bool pd=0;
    for(int i=head[h];i;i=a[i].nxt)
    if(a[i].key==key)
    {
        pd=1;
        a[i].val+=val;
        break;
    }
    if(!pd)
    {
        node_cnt++;
        a[node_cnt].key=key;
        a[node_cnt].val=val;
        a[node_cnt].nxt=head[h];
        head[h]=node_cnt;
    }
}
int Qry(pii key)
{
    for(int i=head[hsh2(key)];i;i=a[i].nxt)
    if(a[i].key==key) return a[i].val;
    return 0;
}
void chkmx(int &x,int y){if(y>x) x=y;}
int nxt[N];
void work()
{
    pw[0]=1;
    for(int i=1;i<=K;i++) pw[i]=1ll*pw[i-1]*Base%mod;
    int mxlen_A=0,mxlen_B=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        chkmx(mxlen_A,S[i].size());
        id_S[S[i].size()].push_back(i);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        chkmx(mxlen_B,T[i].size());
        id_T[T[i].size()].push_back(i);
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int siz=S[i].size();
        hsh_S[i].resize(siz);
        hsh_S[i][0]=(S[i][siz-1]=='('?1:2);
        for(int j=1;j<siz;j++)
        hsh_S[i][j]=(hsh_S[i][j-1]+1ll*pw[j]*(S[i][siz-j-1]=='('?1:2)%mod)%mod;
        sum_S[i].resize(siz);
        sum_S[i][0]=(S[i][0]=='('?1:-1);
        for(int j=1;j<siz;j++)
        sum_S[i][j]=sum_S[i][j-1]+(S[i][j]=='('?1:-1);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int siz=T[i].size();
        hsh_T[i].resize(siz);
        hsh_T[i][0]=(T[i][0]=='('?1:2);
        for(int j=1;j<siz;j++)
        hsh_T[i][j]=(1ll*hsh_T[i][j-1]*Base%mod+(T[i][j]=='('?1:2))%mod;
        for(int j=0;j<siz;j++) sum_T[i]+=(T[i][j]==')'?1:-1);
    }
    nxt[mxlen_A]=mxlen_A+1;
    for(int i=mxlen_A-1;i>=1;i--)
    {
        if(id_S[i+1].size()) nxt[i]=i+1;
        else nxt[i]=nxt[i+1];
    }
//  cerr<<mxlen_A<<" "<<mxlen_B<<endl;
    int st=1;
    for(int d=1;d<=mxlen_A;d++)
    {
        while(st<d) st=nxt[st];
        for(int lenA=st;lenA<=mxlen_A;lenA=nxt[lenA])
        {
            int lenB=K-lenA+d;
            if(lenB>mxlen_B) continue;
            if(!id_S[lenA].size()||!id_T[lenB].size()) continue;
            Clear();
            for(int id:id_S[lenA]) Ins(make_pair(hsh_S[id][d-1],lenA==d?0:sum_S[id][lenA-d-1]),1);
            for(int id:id_T[lenB]) Add(ans,Qry(make_pair(hsh_T[id][d-1],sum_T[id])));
        }
    }
}

}
namespace eibot{

const int B0=3200;
struct Point{
    int x,y,v;
}a[N],b[N<<1];
int dp1[B0+10][B0+10],dp2[B0+10][B0+10];
inline int js(int x1,int y1,int x2,int y2){return C(x2-x1+y2-y1,x2-x1);}
vector<int> fz1,fz2;
void work()
{
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int cnt1=0,cnt2=0;
        for(int j=0;j<S[i].size();j++)
        if(S[i][j]=='(') cnt1++;
        else cnt2++;
        a[i]={cnt1+1,cnt2,1};
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int cnt1=K/2,cnt2=K/2;
        for(int j=0;j<T[i].size();j++)
        if(T[i][j]=='(') cnt1--;
        else cnt2--;
        b[i]={cnt1+1,cnt2,1};
        b[m+i]={cnt2,cnt1+1,-1};
    }
    int k=K/2+1;
    int B=min(3200ll,k-1);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    if(a[i].x+a[i].y<=B) dp1[a[i].x][a[i].y]++;
    for(int i=1;i<=m+m;i++)
    if(b[i].x+b[i].y>=k+k-B) Add(dp2[k-b[i].x][k-b[i].y],(mod+b[i].v)%mod);
    for(int i=0;i<=B;i++)
    for(int j=0;j<=B;j++)
    {
        if(i) Add(dp1[i][j],dp1[i-1][j]),Add(dp2[i][j],dp2[i-1][j]);
        if(j) Add(dp1[i][j],dp1[i][j-1]),Add(dp2[i][j],dp2[i][j-1]);
    }
    if(k<=B)
    {
        for(int i=1;i<=m;i++) Add(ans,dp1[b[i].x][b[i].y]);
        for(int i=m+1;i<=m+m;i++) Add(ans,mod-dp1[b[i].x][b[i].y]);
    }
    else
    {
        for(int i=0;i<=B;i++)
        for(int j=0;j<=B;j++)
        Add(ans,1ll*dp1[i][B-i]*dp2[j][B-j]%mod*js(i,B-i,k-j,k-B+j)%mod);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        if(a[i].x+a[i].y>B)
        {
            fz1.push_back(i);
            if(a[i].x+a[i].y>=k+k-B) Add(ans,dp2[k-a[i].x][k-a[i].y]);
            else for(int j=0;j<=B;j++) Add(ans,1ll*dp2[j][B-j]*js(a[i].x,a[i].y,k-j,k-B+j)%mod);
        }
        for(int i=1;i<=m+m;i++)
        if(b[i].x+b[i].y<k+k-B)
        {
            fz2.push_back(i);
            int v=(b[i].v+mod)%mod;
            if(b[i].x+b[i].y<=B) Add(ans,1ll*dp1[b[i].x][b[i].y]*v%mod);
            else for(int j=0;j<=B;j++) Add(ans,1ll*dp1[j][B-j]*js(j,B-j,b[i].x,b[i].y)%mod*v%mod);
        }
        for(int x:fz1)
        for(int y:fz2)
        {
            int v=(b[y].v+mod)%mod;
            Add(ans,1ll*js(a[x].x,a[x].y,b[y].x,b[y].y)*v%mod);
        }
    }
}

}
signed main()
{
    int id__;
    scanf("%d",&id__);
    readIn();
    ycl();
    tobie::work();
    eibot::work();
    print(ans);
}