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問題 No.93 ペガサス
ユーザー Demystify
提出日時 2022-05-07 16:29:16
言語 C++17
(gcc 13.3.0 + boost 1.87.0)
結果
AC  
実行時間 63 ms / 5,000 ms
コード長 10,569 bytes
コンパイル時間 2,381 ms
コンパイル使用メモリ 199,300 KB
最終ジャッジ日時 2025-01-29 04:46:36
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（参考情報） 		judge2 / judge4
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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;
using ld = long double;
// --------------------------------------------------------
#define FOR(i,l,r) for (int i = (l); i < (r); ++i)
#define RFOR(i,l,r) for (int i = (r)-1; (l) <= i; --i)
#define REP(i,n) FOR(i,0,n)
#define RREP(i,n) RFOR(i,0,n)
#define ALL(c) (c).begin(), (c).end()
#define RALL(c) (c).rbegin(), (c).rend()
#define SORT(c) sort(ALL(c))
#define RSORT(c) sort(RALL(c))
#define MIN(c) *min_element(ALL(c))
#define MAX(c) *max_element(ALL(c))
#define SUM(c) accumulate(ALL(c), 0LL)
#define COUNT(c,v) count(ALL(c),(v))
#define SZ(c) ((ll)(c).size())
#define BIT(b,i) (((b)>>(i)) & 1)
#define PCNT(b) __builtin_popcountll(b)
#define P0(i) (((i) & 1) == 0)
#define P1(i) (((i) & 1) == 1)
#ifdef _LOCAL
    #define debug_bar cerr << "--------------------\n";
    #define debug(x) cerr << "l." << __LINE__ << " : " << #x << " = " << (x) << '\n'
    #define debug_pair(x) cerr << "l." << __LINE__ << " : " << #x << " = (" << x.first << "," << x.second << ")\n";
    template<class T> void debug_line(const vector<T>& ans, int l, int r, int L = 0) { cerr << "l." << L << " :"; for (int i = l; i < r; i++) { cerr 
        << ' ' << ans[i]; } cerr << '\n'; }
#else
    #define cerr if (false) cerr
    #define debug_bar
    #define debug(x)
    #define debug_pair(x)
    template<class T> void debug_line([[maybe_unused]] const vector<T>& ans, [[maybe_unused]] int l, [[maybe_unused]] int r, [[maybe_unused]] int L = 
        0) {}
#endif
template<class... T> void input(T&... a) { (cin >> ... >> a); }
void print() { cout << '\n'; }
template<class T> void print(const T& a) { cout << a << '\n'; }
template<class T, class... Ts> void print(const T& a, const Ts&... b) { cout << a; (cout << ... << (cout << ' ', b)); cout << '\n'; }
template<class T> void cout_line(const vector<T>& ans, int l, int r) { for (int i = l; i < r; i++) { if (i != l) { cout << ' '; } cout << ans[i]; } 
    cout << '\n'; }
template<class T> bool chmin(T& a, const T b) { if (b < a) { a = b; return 1; } return 0; }
template<class T> bool chmax(T& a, const T b) { if (a < b) { a = b; return 1; } return 0; }
template<class T> pair<T,T> divmod(T a, T b) { assert(a >= 0 && b > 0); return make_pair(T(a / b), T(a % b)); }
template<class T> T mod(T x, T m) { assert(m != 0); return T((x % m + m) % m); }
template<class T> T ceil(T a, T b) { if (b < 0) { return ceil(T(-a), T(-b)); } assert(b > 0); return (a < 0 ? T(a / b) : T((a + b - 1) / b)); }
template<class T> T floor(T a, T b) { if (b < 0) { return floor(T(-a), T(-b)); } assert(b > 0); return (a > 0 ? T(a / b) : T((a - b + 1) / b)); }
template<class T> T powint(T x, T n) { assert(n >= 0); if (n == 0) { return T(1); }; T res = powint(x, T(n>>1)); res *= res; if (n & 1) { res *= x; } 
    return res; }
ll bitlen(ll b) { if (b <= 0) { return 0; } return (64LL - __builtin_clzll(b)); }
ll digit_len(ll n) { assert(n >= 0); if (n == 0) { return 1; } ll sum = 0; while (n > 0) { sum++; n /= 10; } return sum; }
ll digit_sum(ll n) { assert(n >= 0); ll sum = 0; while (n > 0) { sum += n % 10; n /= 10; } return sum; }
ll digit_prod(ll n) { assert(n >= 0); if (n == 0) { return 0; } ll prod = 1; while (n > 0) { prod *= n % 10; n /= 10; } return prod; }
ll xor_sum(ll x) { assert(0 <= x); switch (x % 4) { case 0: return x; case 1: return 1; case 2: return x ^ 1; case 3: return 0; } assert(false); }
string toupper(const string& S) { string T(S); for (int i = 0; i < (int)T.size(); i++) { T[i] = toupper(T[i]); } return T; }
string tolower(const string& S) { string T(S); for (int i = 0; i < (int)T.size(); i++) { T[i] = tolower(T[i]); } return T; }
int a2i(const char& c) { assert(islower(c)); return (c - 'a'); }
int A2i(const char& c) { assert(isupper(c)); return (c - 'A'); }
int d2i(const char& d) { assert(isdigit(d)); return (d - '0'); }
char i2a(const int& i) { assert(0 <= i && i < 26); return ('a' + i); }
char i2A(const int& i) { assert(0 <= i && i < 26); return ('A' + i); }
char i2d(const int& i) { assert(0 <= i && i <= 9); return ('0' + i); }
using P = pair<ll,ll>;
using VP = vector<P>;
using VVP = vector<VP>;
using VS = vector<string>;
using VVS = vector<VS>;
using VI = vector<int>;
using VVI = vector<VI>;
using VVVI = vector<VVI>;
using VLL = vector<ll>;
using VVLL = vector<VLL>;
using VVVLL = vector<VVLL>;
using VB = vector<bool>;
using VVB = vector<VB>;
using VVVB = vector<VVB>;
using VD = vector<double>;
using VVD = vector<VD>;
using VVVD = vector<VVD>;
using VLD = vector<ld>;
using VVLD = vector<VLD>;
using VVVLD = vector<VVLD>;
const ld EPS = 1e-10;
const ld PI  = acosl(-1.0);
constexpr ll MOD = 1000000007;
// constexpr ll MOD = 998244353;
constexpr int inf = (1 << 30) - 1;   // 1073741824 - 1
constexpr ll INF = (1LL << 62) - 1;  // 4611686018427387904 - 1
// --------------------------------------------------------
// #include <atcoder/all>
// using namespace atcoder;
// References:
//   mint:
//     <https://github.com/atcoder/live_library/blob/master/mint.cpp>
//     <https://noshi91.hatenablog.com/entry/2019/03/31/174006>
//     <https://ei1333.github.io/luzhiled/snippets/math/mod-int.html>
//     <https://gist.github.com/MiSawa/dc78c3eb3ca16051818759ea069e8ccb>
//     <https://github.com/drken1215/algorithm/blob/master/MathCombinatorics/mod.cpp>
//   combination:
//     <https://github.com/atcoder/live_library/blob/master/comb.cpp>
//     <https://github.com/drken1215/algorithm/blob/master/MathCombinatorics/mod.cpp>
struct mint {
    ll x;
    constexpr mint(ll x = 0) noexcept : x((x % MOD + MOD) % MOD) {}
    constexpr mint& operator+=(const mint& a) noexcept {
        if ((x += a.x) >= MOD) x -= MOD;
        return *this;
    }
    constexpr mint& operator-=(const mint& a) noexcept {
        if ((x += MOD - a.x) >= MOD) x -= MOD;
        return *this;
    }
    constexpr mint& operator*=(const mint& a) noexcept { (x *= a.x) %= MOD; return *this; }
    constexpr mint& operator/=(const mint& a) noexcept { return *this *= a.inv(); }
    constexpr mint operator-() const noexcept { return mint(-x); }
    constexpr mint operator+(const mint& a) const noexcept { return mint(*this) += a; }
    constexpr mint operator-(const mint& a) const noexcept { return mint(*this) -= a; }
    constexpr mint operator*(const mint& a) const noexcept { return mint(*this) *= a; }
    constexpr mint operator/(const mint& a) const noexcept { return mint(*this) /= a; }
    constexpr bool operator==(const mint& a) const noexcept { return x == a.x; }
    constexpr bool operator!=(const mint& a) const noexcept { return x != a.x; }
    constexpr mint pow(ll n) const {
        if (n == 0) return 1;
        mint res = pow(n >> 1);
        res *= res;
        if (n & 1) res *= *this;
        return res;
    }
    constexpr mint inv() const { return pow(MOD - 2); }
    friend istream& operator>>(istream& is, mint& a) noexcept {
        ll v; is >> v;
        a = mint(v);
        return is;
    }
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const mint& a) noexcept {
        return os << a.x;
    }
};
using VM = vector<mint>;
using VVM = vector<VM>;
using VVVM = vector<VVM>;
using VVVVM = vector<VVVM>;
struct combination {
    vector<mint> fact_, ifact_, inv_;
    int n_;
    combination() {}
    combination(int n) : fact_(n+1,0), ifact_(n+1,0), inv_(n+1,0) {
        assert(n != 0);
        assert(n < MOD);
        n_ = n;
        fact_[0] = 1; fact_[1] = 1;
        ifact_[0] = 1; ifact_[1] = 1;
        inv_[1] = 1;
        for(int i = 2; i <= n; ++i) {
            fact_[i] = fact_[i-1] * i;
            inv_[i] = -inv_[MOD%i] * (MOD/i);
            ifact_[i] = ifact_[i-1] * inv_[i];
        }
    }
    mint P(const int& n, const int& k) const noexcept {
        if (n < 0 || k < 0 || n < k) return 0;
        assert(n <= n_);
        return fact_[n] * ifact_[n-k];
    }
    mint C(const int& n, const int& k) const noexcept {
        if (n < 0 || k < 0 || n < k) return 0;
        assert(n <= n_);
        return fact_[n] * ifact_[n-k] * ifact_[k];
    }
    mint H(const int& n, const int& k) const noexcept {
        if (n < 0 || k < 0) return 0;
        assert(n + k - 1 <= n_);
        return C(n + k - 1, k);
    }
    mint fact(const int& n) const noexcept {
        assert(n <= n_);
        if (n < 0) return 0;
        return fact_[n];
    }
    mint ifact(const int& n) const noexcept {
        assert(n <= n_);
        if (n < 0) return 0;
        return ifact_[n];
    }
    mint inv(const int& n) const noexcept {
        assert(n <= n_);
        if (n < 0) return 0;
        return inv_[n];
    }
};
// Ref: https://kroton.bitbucket.io/pegasus.html
// (1) |p[i] - p[i+2]| != 1
// (2) |p[i] - p[i+1]| != 2
// この解法は (2) をベースにした挿入DP
// dp[i][j][a][b]
//   [1:i] を使った順列であって
//   条件に反する隣接数が j で
//   「i-3 と i-1 が隣接しているか」が a で
//   「i-2 と i   が隣接しているか」が b の場合の数
//
//   なぜ b が必要か？
//   → 遷移する時に次の a の状態を知る必要があるため (それは b から分かる)
const int K = 1000;
mint dp[K+1][K+1][2][2];
int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    cout << fixed << setprecision(15);
    ll N; input(N);
    REP(i,K+1) REP(a,2) REP(b,2) dp[i][i][a][b] = 0;
    dp[1][0][0][0] = 1;
    dp[2][0][0][0] = 2;
    FOR(i,2,K) REP(j,K) {
        REP(a,2) REP(b,2) {
            // i-1 の隣に i+1 を挿入する
            {
                int j1 = j + 1 - (a == 1);  // 解消される
                int j2 = j + 1;
                dp[i+1][j1][b][1] += dp[i][j][a][b];  // a に i+1 を挿入
                dp[i+1][j2][b][1] += dp[i][j][a][b];  // 反対側
            }
            // 隣接していない箇所に i+1 を挿入する
            {
                int x = (i+1) - j - (1 + (a == 0));
                if (0 < x) {
                    dp[i+1][j][b][0] += dp[i][j][a][b] * x;
                }
            }
            // 隣接している箇所に i+1 を挿入する
            {
                int x = j - (a == 1);
                if (0 < x) {
                    if (b == 1) {
                        dp[i+1][j-1][0][0] += dp[i][j][a][b];  // b に i+1 を挿入
                        dp[i+1][j-1][1][0] += dp[i][j][a][b] * (x-1);  // b 以外
                    } else {
                        dp[i+1][j-1][0][0] += dp[i][j][a][b] * x;
                    }
                }
            }
        }
    }
    mint ans = dp[N][0][0][0];
    print(ans);
    return 0;
}
הההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההה
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
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