第八届福建省大学生程序设计竞赛 G.YYS【期望+大数】
来源:互联网 发布:显示器接网络机顶盒 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 00:32
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Problem Description
Yinyangshi is a famous RPG game on mobile phones.
Kim enjoys collecting cards in this game. Suppose there are n kinds of cards. If you want to get a new card, you need to pay W coins to draw a card. Each time you can only draw one card, all the cards appear randomly with same probability 1/n. Kim can get 1 coin each day. Suppose Kim has 0 coin and no cards on day 0. Every W days, Kim can draw a card with W coins. In this problem ,we define W=(n-1)!.
Now Kim wants to know the expected days he can collect all the n kinds of cards.
Input
The first line an integer T(1 ≤ T ≤ 10). There are T test cases.
The next T lines, each line an integer n. (1≤n≤3000)
Output
For each n, output the expected days to collect all the n kinds of cards, rounded to one decimal place.
Sample Input
Sample Output
Source
第八届福建省大学生程序设计竞赛-重现赛(感谢承办方厦门理工学院)题目大意:
我们现在想要收集到n个卡片,现在已知抽到每种卡片的概率为1/n;
我们每隔(n-1)!天就可以进行一次抽奖。
问收集齐所有卡片的期望天数。
思路:
挂上dalao对这类题的理解:http://blog.csdn.net/qq_34374664/article/details/63260392
我们假设已经有了a张卡片的话,如果我们想要得到第a+1张,我们抽中他的概率显然就是(n-a)/n,只要我们得到除了这a张卡片的任意一张即可。那么从a张卡片变成a+1张卡片的期望抽奖次数是多少呢?
我们考虑这样一个问题,假设我们抽奖中奖的概率为1/4,那么期望中奖的抽奖次数是多少呢?显然是1/(1/4)=4.
那么回归到当前问题,如果我们已经有了a张卡片,想要得到第a+1张,我们抽中一张新的卡片概率很显然是(n-a)/n,那么期望进行的次数就是n/(n-a);
将这个问题分成n个独立事件去考虑,那么总期望E=各个单独事件的期望和;
那么Ans=Σn!/i(1<=i<=n)
这里n很大,需要写一个大数乘法;
懒了,直接拉了置顶模板(真的好长。。。。。。。)
Ac代码:
#include <iostream>#include <cstring>using namespace std;#define DIGIT 4 //四位隔开,即万进制#define DEPTH 10000 //万进制#define MAX 25100 //题目最大位数/4,要不大直接设为最大位数也行typedef int bignum_t[MAX+1];int read(bignum_t a,istream&is=cin){ char buf[MAX*DIGIT+1],ch ; int i,j ; memset((void*)a,0,sizeof(bignum_t)); if(!(is>>buf))return 0 ; for(a[0]=strlen(buf),i=a[0]/2-1;i>=0;i--) ch=buf[i],buf[i]=buf[a[0]-1-i],buf[a[0]-1-i]=ch ; for(a[0]=(a[0]+DIGIT-1)/DIGIT,j=strlen(buf);j<a[0]*DIGIT;buf[j++]='0'); for(i=1;i<=a[0];i++) for(a[i]=0,j=0;j<DIGIT;j++) a[i]=a[i]*10+buf[i*DIGIT-1-j]-'0' ; for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--); return 1 ;}void write(const bignum_t a,ostream&os=cout){ int i,j ; for(os<<a[i=a[0]],i--;i;i--) for(j=DEPTH/10;j;j/=10) os<<a[i]/j%10 ;}int comp(const bignum_t a,const bignum_t b){ int i ; if(a[0]!=b[0]) return a[0]-b[0]; for(i=a[0];i;i--) if(a[i]!=b[i]) return a[i]-b[i]; return 0 ;}int comp(const bignum_t a,const int b){ int c[12]= { 1 } ; for(c[1]=b;c[c[0]]>=DEPTH;c[c[0]+1]=c[c[0]]/DEPTH,c[c[0]]%=DEPTH,c[0]++); return comp(a,c);}int comp(const bignum_t a,const int c,const int d,const bignum_t b){ int i,t=0,O=-DEPTH*2 ; if(b[0]-a[0]<d&&c) return 1 ; for(i=b[0];i>d;i--) { t=t*DEPTH+a[i-d]*c-b[i]; if(t>0)return 1 ; if(t<O)return 0 ; } for(i=d;i;i--) { t=t*DEPTH-b[i]; if(t>0)return 1 ; if(t<O)return 0 ; } return t>0 ;}void add(bignum_t a,const bignum_t b){ int i ; for(i=1;i<=b[0];i++) if((a[i]+=b[i])>=DEPTH) a[i]-=DEPTH,a[i+1]++; if(b[0]>=a[0]) a[0]=b[0]; else for(;a[i]>=DEPTH&&i<a[0];a[i]-=DEPTH,i++,a[i]++); a[0]+=(a[a[0]+1]>0);}void add(bignum_t a,const int b){ int i=1 ; for(a[1]+=b;a[i]>=DEPTH&&i<a[0];a[i+1]+=a[i]/DEPTH,a[i]%=DEPTH,i++); for(;a[a[0]]>=DEPTH;a[a[0]+1]=a[a[0]]/DEPTH,a[a[0]]%=DEPTH,a[0]++);}void sub(bignum_t a,const bignum_t b){ int i ; for(i=1;i<=b[0];i++) if((a[i]-=b[i])<0) a[i+1]--,a[i]+=DEPTH ; for(;a[i]<0;a[i]+=DEPTH,i++,a[i]--); for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--);}void sub(bignum_t a,const int b){ int i=1 ; for(a[1]-=b;a[i]<0;a[i+1]+=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH,a[i]-=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH*DEPTH,i++); for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--);}void sub(bignum_t a,const bignum_t b,const int c,const int d){ int i,O=b[0]+d ; for(i=1+d;i<=O;i++) if((a[i]-=b[i-d]*c)<0) a[i+1]+=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH,a[i]-=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH*DEPTH ; for(;a[i]<0;a[i+1]+=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH,a[i]-=(a[i]-DEPTH+1)/DEPTH*DEPTH,i++); for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--);}void mul(bignum_t c,const bignum_t a,const bignum_t b){ int i,j ; memset((void*)c,0,sizeof(bignum_t)); for(c[0]=a[0]+b[0]-1,i=1;i<=a[0];i++) for(j=1;j<=b[0];j++) if((c[i+j-1]+=a[i]*b[j])>=DEPTH) c[i+j]+=c[i+j-1]/DEPTH,c[i+j-1]%=DEPTH ; for(c[0]+=(c[c[0]+1]>0);!c[c[0]]&&c[0]>1;c[0]--);}void mul(bignum_t a,const int b){ int i ; for(a[1]*=b,i=2;i<=a[0];i++) { a[i]*=b ; if(a[i-1]>=DEPTH) a[i]+=a[i-1]/DEPTH,a[i-1]%=DEPTH ; } for(;a[a[0]]>=DEPTH;a[a[0]+1]=a[a[0]]/DEPTH,a[a[0]]%=DEPTH,a[0]++); for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--);}void mul(bignum_t b,const bignum_t a,const int c,const int d){ int i ; memset((void*)b,0,sizeof(bignum_t)); for(b[0]=a[0]+d,i=d+1;i<=b[0];i++) if((b[i]+=a[i-d]*c)>=DEPTH) b[i+1]+=b[i]/DEPTH,b[i]%=DEPTH ; for(;b[b[0]+1];b[0]++,b[b[0]+1]=b[b[0]]/DEPTH,b[b[0]]%=DEPTH); for(;!b[b[0]]&&b[0]>1;b[0]--);}void div(bignum_t c,bignum_t a,const bignum_t b){ int h,l,m,i ; memset((void*)c,0,sizeof(bignum_t)); c[0]=(b[0]<a[0]+1)?(a[0]-b[0]+2):1 ; for(i=c[0];i;sub(a,b,c[i]=m,i-1),i--) for(h=DEPTH-1,l=0,m=(h+l+1)>>1;h>l;m=(h+l+1)>>1) if(comp(b,m,i-1,a))h=m-1 ; else l=m ; for(;!c[c[0]]&&c[0]>1;c[0]--); c[0]=c[0]>1?c[0]:1 ;}void div(bignum_t a,const int b,int&c){ int i ; for(c=0,i=a[0];i;c=c*DEPTH+a[i],a[i]=c/b,c%=b,i--); for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--);}void sqrt(bignum_t b,bignum_t a){ int h,l,m,i ; memset((void*)b,0,sizeof(bignum_t)); for(i=b[0]=(a[0]+1)>>1;i;sub(a,b,m,i-1),b[i]+=m,i--) for(h=DEPTH-1,l=0,b[i]=m=(h+l+1)>>1;h>l;b[i]=m=(h+l+1)>>1) if(comp(b,m,i-1,a))h=m-1 ; else l=m ; for(;!b[b[0]]&&b[0]>1;b[0]--); for(i=1;i<=b[0];b[i++]>>=1);}int digit(const bignum_t a,const int b){ int i,ret ; for(ret=a[(b-1)/DIGIT+1],i=(b-1)%DIGIT;i;ret/=10,i--); return ret%10 ;}#define SGN(x) ((x)>0?1:((x)<0?-1:0))#define ABS(x) ((x)>0?(x):-(x))int read(bignum_t a,int&sgn,istream&is=cin){ char str[MAX*DIGIT+2],ch,*buf ; int i,j ; memset((void*)a,0,sizeof(bignum_t)); if(!(is>>str))return 0 ; buf=str,sgn=1 ; if(*buf=='-')sgn=-1,buf++; for(a[0]=strlen(buf),i=a[0]/2-1;i>=0;i--) ch=buf[i],buf[i]=buf[a[0]-1-i],buf[a[0]-1-i]=ch ; for(a[0]=(a[0]+DIGIT-1)/DIGIT,j=strlen(buf);j<a[0]*DIGIT;buf[j++]='0'); for(i=1;i<=a[0];i++) for(a[i]=0,j=0;j<DIGIT;j++) a[i]=a[i]*10+buf[i*DIGIT-1-j]-'0' ; for(;!a[a[0]]&&a[0]>1;a[0]--); if(a[0]==1&&!a[1])sgn=0 ; return 1 ;}struct bignum{ bignum_t num ; int sgn ; public : inline bignum() { memset(num,0,sizeof(bignum_t)); num[0]=1 ; sgn=0 ; } inline int operator!() { return num[0]==1&&!num[1]; } inline bignum&operator=(const bignum&a) { memcpy(num,a.num,sizeof(bignum_t)); sgn=a.sgn ; return*this ; } inline bignum&operator=(const int a) { memset(num,0,sizeof(bignum_t)); num[0]=1 ; sgn=SGN (a); add(num,sgn*a); return*this ; } ; inline bignum&operator+=(const bignum&a) { if(sgn==a.sgn)add(num,a.num); else if (sgn&&a.sgn) { int ret=comp(num,a.num); if(ret>0)sub(num,a.num); else if(ret<0) { bignum_t t ; memcpy(t,num,sizeof(bignum_t)); memcpy(num,a.num,sizeof(bignum_t)); sub (num,t); sgn=a.sgn ; } else memset(num,0,sizeof(bignum_t)),num[0]=1,sgn=0 ; } else if(!sgn) memcpy(num,a.num,sizeof(bignum_t)),sgn=a.sgn ; return*this ; } inline bignum&operator+=(const int a) { if(sgn*a>0)add(num,ABS(a)); else if(sgn&&a) { int ret=comp(num,ABS(a)); if(ret>0)sub(num,ABS(a)); else if(ret<0) { bignum_t t ; memcpy(t,num,sizeof(bignum_t)); memset(num,0,sizeof(bignum_t)); num[0]=1 ; add(num,ABS (a)); sgn=-sgn ; sub(num,t); } else memset(num,0,sizeof(bignum_t)),num[0]=1,sgn=0 ; } else if (!sgn)sgn=SGN(a),add(num,ABS(a)); return*this ; } inline bignum operator+(const bignum&a) { bignum ret ; memcpy(ret.num,num,sizeof (bignum_t)); ret.sgn=sgn ; ret+=a ; return ret ; } inline bignum operator+(const int a) { bignum ret ; memcpy(ret.num,num,sizeof (bignum_t)); ret.sgn=sgn ; ret+=a ; return ret ; } inline bignum&operator-=(const bignum&a) { if(sgn*a.sgn<0)add(num,a.num); else if (sgn&&a.sgn) { int ret=comp(num,a.num); 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} inline int operator[](const int a) { return digit(num,a); } friend inline istream&operator>>(istream&is,bignum&a) { read(a.num,a.sgn,is); return is ; } friend inline ostream&operator<<(ostream&os,const bignum&a) { if(a.sgn<0) os<<'-' ; write(a.num,os); return os ; }};int main(){ int t; cin>>t; while(t--) { int n; cin>>n; bignum jiecheng,ans; jiecheng+=1; for(int i=1;i<=n;i++) { jiecheng*=i; } for(int i=1;i<=n;i++) { ans=ans+jiecheng/i; } cout<<ans<<".0"<<endl; }}
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