1 条题解
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题意理解
有 N 堆草堆排成一行,高度为 h₁, h₂, …, h_N。允许的操作:如果相邻两堆高度差恰好为 1,可以将较高草堆顶部的草移到较低草堆上。求通过有限次操作可以得到的不同高度序列的数量(对 10⁹+7 取模)。
关键观察:操作不会改变草堆的总高度,只是重新分配。
核心思路
操作的本质分析
- 操作可逆性:移动操作是可逆的,因此所有可达的序列构成一个连通分量
- 约束条件:只有高度差为 1 的相邻草堆可以交换"单位高度"
- 问题转化:这实际上是一个受限的排列计数问题
重要性质
设总高度 S = ∑h_i,平均高度为 S/N(可能不是整数)。
- 操作保持每个位置的高度在整数范围内变化
- 最终序列必须满足与原序列相同的总和约束
- 相邻位置的高度差限制了可能的转移
算法框架
动态规划解法
使用区间DP或线性DP:
状态设计: 设 dp[i][j] 表示考虑前 i 个位置,第 i 个位置的高度为 j 时的方案数。
状态转移: dp[i][j] = ∑ dp[i-1][k],其中 |j - k| ≤ 1 且转移合法。
组合计数方法
另一种思路是将问题视为:
- 确定高度范围:找出每个位置可能的高度取值
- 计数路径数:在高度变化图上计数从起点到终点的路径数
- 生成函数:使用生成函数来编码高度变化的过程
关键技巧
1.高度归一化
由于原始高度可能很大,但实际有效的高度范围有限,可以进行离散化或相对高度处理。
2.前缀和优化
DP转移通常可以前缀和优化到 O(1) 每次转移。
3.边界处理
需要仔细处理序列开头和结尾的特殊情况。
复杂度分析
- 时间复杂度:O(N·H) 或 O(N²),其中 H 是高度范围
- 空间复杂度:O(N·H) 或 O(N)(使用滚动数组)
总结
本题的核心在于:
- 理解操作的限制条件及其对序列可达性的影响
- 将物理操作转化为组合计数模型
- 设计高效的动态规划算法统计合法序列
这是一个典型的组合计数与动态规划结合的问题,考察选手将实际问题抽象为数学模型的能力。
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信息
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- 1000ms
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