Динамическое программирование

Если в продаже нет стандартного набора гирь, измерение массы становится большой проблемой. Ваш набор содержит n гирь массой 1 грамм, 4 грамма, 16 грамм, ..., 4^{n - 1} грамм. Кроме того, у вас есть две чаши весов. Чтобы взвесить объект, надо положить его на левую чашу весов и поставить некоторые гири на левую и правую чашу для достижения равновесия. Требуется найти, сколько целых масс в диапазоне [1; m ] возможно измерить, используя весы и данный набор гирь.

Входные данные
В единственной строке содержаться 2 целых числа m и n (1 ≤ n , m ≤ 10⁹ ) .

Выходные данные
Выведите одно число - количество масс, которые можно измерить с помощью этих гирь.

Вы - маг, который хочет собирать магическую энергию из домов вдоль улицы. Дома на этой улице расположены по кругу. Это означает, что первый дом является соседом последнего. В каждом доме сосредоточена определенная магическая энергия, и единственным ограничением является то, что если вы извлекаете магическую энергию из двух соседних домов в одну и ту же ночь, то это вызывает негативные последствия для вас и окружающей среды.

Зная уровень магической энергии в каждом доме, найдите максимальное количество магической энергии, которое вы можете собрать сегодня, избегая извлечения энергии из соседних домов в одну и ту же ночь.

Входные данные
В первой строке записано число n - количество домой вдоль улицы. Во второй строке - n целых чисел ai - количество магической энергии в i-м доме.

Ограничения на входные данные 

• 1 <= n <= 100
• 0 <= a[i] <= 1000
• 1 <= i <= n

Выходные данные
Выведите максимальное количество магической энергии, которую вы сможете собрать. 
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	3 2 3 2	3
2	4 1 2 3 1	4
3	3 1 2 3	3

Сколько целых последовательностей длины N, A = (A₁,…,A_N), удовлетворяют всем приведенным ниже условиям?
1) 1 <= A_i <= M (1 <= i <= N)
2)\(\sum\limits_{i=1}^NA_i \le K\)

Входные данные
На вход подается строка, содержащая три целых числа N, M (1 <= N, M <= 50), K (N <= K <= NM).

Выходные данные
Выведите на ответ на задачу.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснения
1	2 3 4	6	(1,1) (1,2) (1,3) (2,1) (2,2) (3,1)

Дана последовательность из N целых чисел. Рассматриваются все её непрерывные подпоследовательности. Найдите среди них подпоследовательность с максимальной суммой, определите её длину. В ответе укажите количество элементов в этой подпоследовательности.

Со времен написания условия предыдущей задачи многое изменилось. Симпатичные узоры (о том, что это такое – см. задачу "Симпатичные узоры") стали очень популярны по всему миру, поэтому люди готовы содержать очень большой участок земли, лишь бы иметь на ней узор, не встречающийся больше нигде.

Теперь компания BrokenTiles является ведущим производителем симпатичных узоров в мире! Для составления плана исполнительному директору Васе по-прежнему необходимо знать, сколько клиентов могут рассчитывать на узор данных размеров.

Так как масштабы буквально мировые, N <= 10¹⁰⁰. Однако Вася не любит большие числа, поэтому просит выдать ответ по модулю P.

Входные данные
В первой строке входных данных  содержатся три положительных целых числа, разделенные пробелом – N, M и P (1 <= N <= 10¹⁰⁰, 1 <= M <= 5, 1 <= P <= 10 000).

Выходные данные
Выведите  количество различных симпатичных узоров N x M по модулю P .

Вновь открытое казино предложило оригинальную игру.

В начале игры крупье выставляет в ряд несколько фишек разных цветов. Кроме того, он объявляет, какие последовательности фишек игрок может забирать себе в процессе игры. Далее игрок забирает себе одну из заранее объявленных последовательностей фишек, расположенных подряд. После этого крупье сдвигает оставшиеся фишки, убирая разрыв. Затем игрок снова забирает себе одну из объявленных последовательностей и так далее. Игра продолжается до тех пор, пока игрок может забирать фишки.

Рассмотрим пример. Пусть на столе выставлен ряд фишек rrrgggbbb, и крупье объявил последовательности rg и gb. Игрок, например, может забрать фишки rg, лежащие на третьем и четвёртом местах слева. После этого крупье сдвинет фишки, и на столе получится ряд rrggbbb. Ещё дважды забрав фишки rg, игрок добьётся того, что на столе останутся фишки bbb и игра закончится, так как игроку больше нечего забрать со стола. Игрок мог бы действовать и по-другому — на втором и третьем ходах забрать не последовательности rg, а последовательности gb. Тогда на столе остались бы фишки rrb. Аналогично, игрок мог бы добиться того, чтобы в конце остались ряды rrr или rbb.

После окончания игры полученные фишки игрок меняет на деньги. Цена фишки зависит от её цвета.

Требуется написать программу, определяющую максимальную сумму, которую сможет получить игрок.

Входные данные
В первой строке входных данных содержится число K (1 ≤ K ≤ 26) — количество цветов фишек. Каждая из следующих K строк начинается со строчной латинской буквы, обозначающей цвет. Далее в той же строке через пробел следует целое число X_i (1 ≤ X_i ≤ 150, i = 1..K) — цена фишки соответствующего цвета.

В (K+2)-ой строке описан ряд фишек, лежащих на столе в начале игры. Ряд задаетсяL строчными латинскими буквами (1 ≤ L ≤ 150), которые обозначают цвета фишек ряда.

В следующей строке содержится число N(1 ≤ N ≤ 150) — количество последовательностей, которые были объявлены крупье. В следующих N строках записаны эти последовательности. Гарантируется, что сумма длин этих N строк не превосходит 150 символов, и все они непустые.

Выходные данные
Выведите единственное целое число — максимальную сумму денег, которую может получить игрок.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	3 v 3 l 1 u 2 luvu 3 luv vul uuu	6

Вам дано положительное целое число N (\(1<=N<=10^{18}\)). Найдите количество пар целых чисел u и v (\(0<=u, v<=N\)) таких, что существуют два неотрицательных целых числа a и b, удовлетворяющих \(a\ xor\ b=u\) и \(a+b=v\). Здесь xor обозначает побитовое исключающее ИЛИ. Поскольку ответ может быть очень большим, вычислите его по модулю \(10^9+7\).

Входные данные
На вход подается положительное целое число N (\(1<=N<=10^{18}\)).

Выходные данные
Выведите количество возможных пар целых чисел u и v (\(0<=u, v<=N\)) , по модулю \(10^9+7\).
 

 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснения
1	3	5	u=0,v=0 (Пусть a=0,b=0, тогда 0 xor 0=0, 0+0=0) u=0,v=2 (Пусть a=1,b=1, тогда 1 xor 1=0, 1+1=2) u=1,v=1 (Пусть a=1,b=0, тогда 1 xor 0=1, 1+0=1) u=2,v=2 (Пусть a=2,b=0, тогда 2 xor 0=2, 2+0=2) u=3,v=3 (Пусть a=3,b=0, тогда 3 xor 0=3, 3+0=3)
2	1422	52277
3	1000000000000000000	787014179

 

Скажем, что последовательность строк t₁ , ..., t_k является путешествием длины k , если для всех i > 1 t_i является подстрокой t_{i - 1} строго меньшей длины. Например, { ab , b } является путешествием, а { ab , c } или { a , a } — нет.

Определим путешествие по строке s как путешествие t₁ , ..., t_k , все строки которого могут быть вложены в s так, чтобы существовали (возможно, пустые) строки u₁ , ..., u_{k + 1} , такие, что s = u₁t₁u₂ t₂ ... u_k t_k u_{k + 1} . К примеру, { ab , b } является путешествием по строке для abb , но не для bab , так как соответствующие подстроки расположены справа налево.

Назовём длиной путешествия количество строк, из которых оно состоит. Определите максимально возможную длину путешествия по заданной строке s .

Входные данные
В первой строке задано целое число n ( 1 ≤ n ≤ 500 000 ) — длина строки s .

Во второй строке содержится строка s , состоящая из n строчных английских букв.

Выходные данные
Выведите одно число — наибольшую длину путешествия по строке s .

Примечание
В первом примере путешествием по строке наибольшей длины является { abcd , bc , c } .

Во втором примере подходящим вариантом будет { bb , b } .

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	7 abcdbcc	3
2	4 bbcb	2

В этой задаче, как и в задаче B, Петя снова собирает своего M-лапого Зверя на прогулку (однако количество лап у Зверя в этой задаче может быть до 1000). Снова ему мама оставила N штанов, имеющих соответственно K₁, K₂, …, K_N штанин. Однако тетерь Петя хочет надеть на Зверя штаны так, чтобы выполнялись следующие условия:

• на каждой лапе была надета хотя бы одна штанина (гарантируется, что это всегда возможно),
• количество штанин, надетых на самую «утепленную» лапу, должно как можно меньше отличаться от количества штанин, надетых на самую легко одетую лапу (когда количество штанов, одетых на разные лапы, сильно отличается, Зверь испытывает дискомфорт),
• в отличие от задачи B Петя не обязан надеть на Зверя все имеющиеся штаны — какие-то из них можно оставить дома.

Как и раньше, любые штаны можно надевать на любой набор лап. В частности, нельзя несколько штанин одних и тех же штанов надеть на одну и ту же лапу Зверя.

Помогите Пете – напишите программу, которая для каждой лапы укажет, сколько штанин должно быть на нее надето.

Входные данные
Вводится сначала число M, а затем число N (1 ≤ M ≤ 1000, 1 ≤ N ≤ 100). Далее вводятся N чисел Ki, обозначающих число штанин у оставленных мамой штанов (1 ≤ K_i ≤ M). Сумма всех Ki не меньше, чем M.

Выходные данные
Выведите M строк, в i-ой строке должно быть выведено количество штанин, надетых на i-ю лапу. Если искомых ответов несколько, то выведите любой из них.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснение
1	4 3 1 2 3	1 1 1 1	Первые штаны надеты на лапу 1; вторые штаны не используем; третьи штаны надеты на лапы 2, 3 и 4. Таким образом, на всех лапах по 1 штанине.
2	4 2 3 2	2 1 1 1	Первые штаны надеты на лапы 1, 2 и 3; вторые штаны надеты на лапы 1 и 4. Таким образом, количество штанов на самой «утепленной» лапе (это лапа номер 1) – 2, а на остальных лапах по одной штанине, т.е. количество штанин на разных лапах отличается на один. Нетрудно заметить, что в этом примере нельзя одеть зверя так, чтобы на всех лапах было поровну штанин, поэтому этот ответ является оптимальным.

Вася и Петя играют в следующую игру. Они берут колоду из 36 карточек. На каждой карточке написано число от 1 до 9 и каждая карточка покрашена в один из 4 цветов так, что есть ровно по 9 карточек каждого цвета и они пронумерованы числами от 1 до 9. Карты перемешиваются, и игрокам раздается по 18 карт.

Дальше игроки по очереди делают ходы. За один ход игрок может выложить на стол одну карточку по следующим правилам. Карточку с цифрой 5 можно выкладывать на стол в любой момент. Карточку с другой цифрой можно выкладывать только если на стол уже выложена карточка того же цвета, на которой написано число на 1 большее или на 1 меньшее, чем на данной карточке (не важно, была ли эта карточка выложена вами или вашим противником, и была ли она выложена на предыдущем ходе или раньше). Если игрок может выложить хоть какую-то карточку, он обязан делать ход. Если ни одну карточку игрок выложить не может, он пропускает ход.

Выигрывает тот, кто первым выложит все свои карточки на стол.

Напишите программу, которая по информации о том, кому какие карточки достались, определяет, кто выиграет при оптимальной игре обоих игроков.

Входные данные
Во входном файле записаны 18 пар чисел, описывающих карточки, которые достались первому игроку. Каждая карточка описывается двумя числами — номером цвета (от 1 до 4) и цифрой, которая написана на карточке (от 1 до 9). Второму игроку, соответственно, достались все остальные карточки.

Выходные данные
В выходной файл выведите одно число (1 или 2) — номер игрока, который выиграет при оптимальной игре обоих игроков.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9	1

Коровы Фермера Джона разбрелись по огромному пастбищу, представленному в виде 2D-решётки (шахматной доски).  Размещение коров весьма занимательно. Для каждой ячейки (x,y) с \(x>=0\) и \(y>=0\), существует корова в ячейке (x,y), если для всех целых чисел \(k>=0\), остатки \(\lfloor {\frac {x}{3^k} }\rfloor\) и \(\lfloor {\frac {y}{3^k} }\rfloor\) по модулю 3 имеют одну и ту же четность. Другими словами оба эти остатка нечётные (равны 1) или оба чётные (равны 0 или 2). Например, ячейки для \(0<=x,y<9\), которые содержат коров обозначены цифрой 1 на рисунке ниже.

 x
    012345678

  0 101000101
  1 010000010
  2 101000101
  3 000101000
y 4 000010000
  5 000101000
  6 101000101
  7 010000010
  8 101000101

Ферме Джон интересуется сколько коров присутствует в определённом квадратном регионе его пастбища. Он задаёт Q вопросов, кажый содержит три целых числа xi,yi,di. Для каждого вопроса Фермер Джон хочет знать, сколько коров в ячейках с (xi, yi) до (xi+di, yi+di) (включая конечные точки).


Входные данные
Первая строка содержит Q (\(1<=Q<=10^4\)) - количество вопросов.
Каждая из следующих Q строк содержит 3 целых числа di, xi, и yi (\(0<=x_i,y_i,d_i<=10^{18}\)).


Выходные данные
Q строк, по одной для каждого вопроса - одно целое число - ответ.
 
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	8 10 0 0 10 0 1 9 0 2 8 0 2 0 1 7 1 1 7 2 1 7 1000000000000000000 1000000000000000000 1000000000000000000	11 0 4 3 1 2 2 1000000000000000001

Рассмотрим сеть из N (2≤N≤100) вершин, помеченных 1…N. Каждая вершина обозначена как посылатель, получатель или ни то, ни другое. Количество посылателей S равно количеству получателей (S≥1).
Связи между двумя вершинами в сети могут быть описаны как список направленных ребер каждое в виде i→j, обозначающее, что вершина i может передать информацию вершине j. Интересно, что все эти рёбра удовлетворяют свойству i<j, кроме K которые удовлетворяют свойству i>j (0≤K≤2). Нет циклов (ребер вида i→i).

Описание схемы маршрутизации состоит из множества S направленных путей от посылателей к получателям таких, что никакие два из этих путей не имею общую конечную точку. То есть пути соединяют различных посылателей с различными получателями. Путь от посылателя s к получателю r может быть описан как последовательность вершин такая что направленные ребра vi→vi+1 существуют для всех 0≤i<e. Одна вершина может появиться более чем один раз в одном и том же пути.
Посчитайте количество различных схем маршрутизации, таких, что каждое направленное ребро проходится ровно один раз. Поскольку ответ может быть очень большим, выводите его по модулю 10⁹+7. Гарантируется, что существует хотя бы одна схема маршрутизации, удовлетворяющая ограничениям.

Каждый ввод содержит T (1≤T≤20) тестов, которые требуется решать независимо. Гарантируется, что сумма N² всех тестов не превысит 2⋅10⁴.


Входные данные: 
Первая строка содержит T, количество тестов.
Первая строка каждого теста содержит целые числа N и K. Заметим, что S не определяется явно во вводе.

Вторая строка каждого теста содержит строку длины N. i-ый символ строки равен S если i-ая вершина посылатель, R - если i-ая вершина - получатель, . - если i-ая вершина - ни то, ни другое. Количества символов R и S равны. Есть хотя бы один символ S.

Каждая из N последующих строк теста содержит битовую строку из N нулей и единиц. j-ый бит в i-ой строке равен 1, если существует направленное ребро от вершины i к вершине j, и 0 в протвном случае. Поскольку петель нет, на главной диагонали все нули. Более того имеется ровно K единиц ниже главной диагонали.

Последовательные тесты разделены пустыми строками для читабельности.

Выходные данные: 
Для каждого теста выведите количество схем маршрутизации таких, что каждое ребро проходится ровно один раз, по модулю 109+7. Гарантируется, что существует хотя бы одна валидная схема маршрутизации.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснение
1	2 8 0 SS....RR 00100000 00100000 00011000 00000100 00000100 00000011 00000000 00000000 13 0 SSS.RRRSS.RR. 0001000000000 0001000000000 0001000000000 0000111000000 0000000000000 0000000000000 0000000000000 0000000001000 0000000001000 0000000000110 0000000000000 0000000000000 0000000000000	4 12	Для первого теста ребра таковы 1→3,2→3,3→4,3→5,4→6,5→6,6→7,6→8. Имеется четыре схемы маршрутизации: 1→3→4→6→7,2→3→5→6→8 1→3→5→6→7,2→3→4→6→8 1→3→4→6→8,2→3→5→6→7 1→3→5→6→8,2→3→4→6→7 Для второго теста 1→4,2→4,3→4,4→5,4→6,4→7,8→10,9→10,10→11,10→12. Одна из возможных схем маршрутизации: 1→4→5 2→4→7 3→4→6 8→10→12 9→10→11 В общем случае посылатели {1,2,3} могут маршрутизироваться некоторой перестановкой получателей {5,6,7}, и посылатели {8,9} могут маршрутизироваться некоторой перестановкой получателей {11,12} давая ответ 6 ⋅ 2=12.
2	2 5 1 SS.RR 00101 00100 10010 00000 00000 6 2 S....R 001000 000100 010001 000010 001000 000000	3 1	Для первого теста, ребра 1→3,1→5,2→3,3→1,3→4. имеется три схемы маршрутизации: 1→3→1→5, 2→3→4 1→3→4, 2→3→1→5 1→5, 2→3→1→3→4 Для второго теста 1→3,2→4,3→2,3→6,4→5,5→3. Имеется только одна схема мартшрутизации: 1→3→2→4→5→3→6.
3	5 3 2 RS. 010 101 100 4 2 .R.S 0100 0010 1000 0100 4 2 .SR. 0000 0011 0100 0010 5 2 .SSRR 01000 10101 01010 00000 00000 6 2 SS..RR 001010 000010 000010 000010 100101 000000	2 1 2 6 24

Пастбище Фермера Джона может быть представлено как огромная 2D-решётка ячеек, помеченная упорядоченными парами (i,j) для всех 1≤i≤N, 1≤j≤N (1≤N≤150). Некоторые из этих ячеек содержат траву.
Непустое подмножество ячеек решётки называется "сбалансированным", если выполняются следующие условия:

Все ячейки подмножества содержат траву.
Подмножество 4-связное. Другими словами, существует путь из любой ячейки подмножества в любую другую ячейку подмножества такой, что две последовательные ячейки пути соседствуют горизонтально или вертикально.
Если ячейки (x₁,y) (x₂,y) (x₁≤x₂) есть часть подмножества, то все ячейки (x,y) с x₁≤x≤x₂ также часть подмножества.
Если ячейки (x,y₁) and (x,y₂) (y₁≤y₂) есть часть подмножества, то все ячейки (x,y) with y₁≤y≤y₂ также часть подмножества.
Посчитайте количество сбалансированных подмножеств по модулю 10⁹+7.

Входные данные: 
Первая строка содержит число N.
Каждая их последующих N строк содержит строку из N символов. j-ый символ строки i сверху равен G если ячейка (i,j) содержит траву или символ . в противном случае.

Выходные данные: 
Количество сбалансированных подмножеств по модулю 10⁹+7.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснение
1	2 GG GG	13	Для этого теста все 4-связные подмножества сбалансированные. G.  .G  ..  ..  GG  .G  ..  G.  GG  .G  G.  GG  GG .., .., G., .G, .., .G, GG, G., G., GG, GG, .G, GG
2	4 GGGG GGGG GG.G GGGG		642 Ниже пример подмножества, которое удовлетворяет второму условию (4-связности), но не удовлетворяет третьему условию: GG.. .G.. GG.. ....

У Беси есть N (3≤N≤40)любимых точек на 2D-решётке, никакие три из которых не коллинеарны. Для каждого 1≤i≤N, i-ая точка задаётся двумя целочисленными координатами x_i и y_i (0≤x_i,y_i≤10⁴).
Беси рисует некоторые отрезки между точками следующим образом:

Она выбирает некоторую перестановку p₁,p₂,…,p_N из N точек
Она рисует отрезки между p₁ и p₂, p₂ и p₃, p₃ и p₁.
Затем для каждого целого i от 4 до N по порядку, она рисует отрезки прямых от p_i до p_j для всех j<i так, этот отрезок не пересекает никакой из ранее нарисованных отрезков (вне конечных точек)
Беси заметила, что для каждого i она нарисовала ровно три новых отрезка. Вычислите количество перестановок, которые Беси могла выбрать на шаге 1, которые удовлетворяют этому свойству по модулю 10⁹+7.

Входные данные: 
Первая строка содержит N.
Каждая из последующих N строк содержит два разделённых пробелом целых числа x_i и y_i.

Выходные данные: 
Количество перестановок по модулю 10⁹+7.
 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные	Пояснение
1	4 0 0 0 4 1 1 1 2	0	Никакая перестановка не сработает.
2	4 0 0 0 4 4 0 1 1	24	Все перестановки работают.
3	5 0 0 0 4 4 0 1 1 1 2	96	Одна из перестановок, удовлетворяющих свойству - (0,0),(0,4),(4,0),(1,2),(1,1). Для этой перстановки Сначала она рисует отрезки между каждой парой (0,0),(0,4), и (4,0). Затем она рисует отрезки от (0,0), (0,4), и (4,0) до (1,2). Наконец, она рисует отрезки от (1,2), (4,0), и (0,0) до (1,1). Рисунок: Перестановка не удовлетворяет свойству, если её первые четыре точки (0,0)(0,0), (1,1)(1,1), (1,2)(1,2), и (0,4)(0,4) в некотором порядке.