1 条题解

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    @ 2025-10-21 9:39:56

    题意理解

    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

    1. 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
    2. 约束条件:只有高度差为 1 的相邻草堆可以交换"单位高度"
    3. 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:

    1. 确定高度范围:找出每个位置可能的高度取值
    2. 计数路径数:在高度变化图上计数从起点到终点的路径数
    3. 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)O(N²),其中 H 是高度范围
    • 空间复杂度O(N·H)O(N)(使用滚动数组)

    总结

    本题的核心在于:

    1. 理解操作的限制条件及其对序列可达性的影响
    2. 将物理操作转化为组合计数模型
    3. 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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