题解 [CSP-S 2021] 括号序列

发布时间 2023-10-03 14:43:09作者: 2017BeiJiang

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对于括号题,基本是栈匹配没有匹配的左括号和区间 \(dp\) 两个方向。这道题括号序列并不确定,只能用区间 \(dp\) 搞。

如果直接设 \(f_{l,r}\) 表示 \(l\sim r\) 的合法括号序列,那么由区间 \(dp\) 的套路可知,需要枚举中间点进行合并,那么 \(()()()\) 的情况就会出问题,原因是第一次将 \(()\)\(()()\) 合并,第二次将 \(()()\)\(()\) 进行合并,计算重复。

为了解决这个问题,我们规定只将 \(()()\)\(()\) 进行合并,也就是先将括号序列分成两类,分别是 两边括号匹配,和两边括号不匹配,计作 \(f,g\),那么合并时将 \(f\) 合并到 \(g\) 上即可。接下来推 \(dp\) 方程。

判断连续段能否被完全填充,可以采取前缀和的方式,若一段内 \(?,*\) 的总和等于段长且不超过给定数量。

左右括号能匹配的:

\(()\):长度为 \(2\),将 \(f_{i,i+1}+1\) 即可。
\((S)\):若中间可以由连续的 \(*\) 填充,则将 \(f_{l,r}+1\)
\((SA)\):枚举 \(S\) 的断点 \(k\),那么 \(f_{l,r}=f_{k+1,r}+g_{k+1,r}\)
\((AS)\):枚举 \(S\) 的断点,\(f_{l,r}=f_{l,k-1}+g_{l,k-1}\)

左右括号不能匹配的:

\(AB\):令 $B=f,枚举断点 \(k\),那么 \(g_{l,r}=(g_{l,k}+f_{l,k})\times f_{k+1,r}\)

\(ASB\):可以先处理出 \(B=f\)\(SB\) 数量,计作 \(h\),然后用 \(h\) 更新 \(g\)\(g_{l,r}=(f_{l,k}+g_{l,k}) \times h_{k+1,r}\)

代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long LL;
#define PII pair<int,int>
LL read() {
	LL sum=0,flag=1; char c=getchar();
	while(c<'0'||c>'9') {if(c=='-') flag=-1; c=getchar();}
	while(c>='0'&&c<='9') {sum=sum*10+c-'0'; c=getchar();}
	return sum*flag;
}

const int N=510;
const LL MOD=1e9+7;
int n,m;
int sum[N];
string s;
LL f[N][N],g[N][N],h[N][N];
//合法,左右括号匹配,左右括号不匹配,SA的数量

int pd(int l,int r) {
	if(sum[r]-sum[l-1]<=m&&sum[r]-sum[l-1]==r-l+1) return 1;
	else return 0;
}

int check(int l,int r) {
	if(s[l]=='('&&s[r]==')') return 1;
	if(s[l]=='?'&&s[r]==')') return 1;
	if(s[l]=='('&&s[r]=='?') return 1;
	if(s[l]=='?'&&s[r]=='?') return 1;
	return 0;
}

int main() {
	cin>>n>>m;
	cin>>s; s=" "+s;
	for(int i=1;i<=n-1;i++) {
		if(s[i]=='?'||s[i]=='*') sum[i]=sum[i-1]+1;
		else sum[i]=sum[i-1];
		if(check(i,i+1)) f[i][i+1]=1;
	}
	for(int len=3;len<=n;len++){
		for(int i=1;i+len-1<=n;i++) {
			int j=i+len-1;
			if(check(i,j)) {
				if(pd(i+1,j-1)) f[i][j]=(f[i][j]+1)%MOD;
				for(int k=i+1;k<=j-1;k++) {
					if(pd(i+1,k)) f[i][j]=(f[i][j]+f[k+1][j-1]+g[k+1][j-1])%MOD;
				}
				for(int k=j-1;k>=i+1;k--) {
					if(pd(k,j-1)) f[i][j]=(f[i][j]+f[i+1][k-1]+g[i+1][k-1])%MOD;
				}
				f[i][j]=(f[i][j]+f[i+1][j-1]+g[i+1][j-1])%MOD;
			}
			for(int k=i;k<=j;k++) {
				g[i][j]=(g[i][j]+(f[i][k]+g[i][k])*f[k+1][j])%MOD;
			}
			for(int k=i;k<=j;k++) {
				if(pd(i,k)) h[i][j]=(h[i][j]+f[k+1][j])%MOD;
			}
			for(int k=i;k<=j;k++) {
				g[i][j]=(g[i][j]+(g[i][k]+f[i][k])*h[k+1][j]%MOD)%MOD;
			}
		}
	}
	cout<<(f[1][n]+g[1][n])%MOD;

	return 0;
}