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3130:找出所有稳定的二进制数组 II(2824 分)

力扣第 129 场双周赛第 4 题

题目

给你 3 个正整数 zeroonelimit

一个 二进制数组 arr 如果满足以下条件,那么我们称它是 稳定的

  • 0 在 arr 中出现次数 恰好 zero
  • 1 在 arr 中出现次数 恰好one
  • arr 中每个长度超过 limit子数组同时 包含 0 和 1 。

请你返回 稳定 二进制数组的 数目。

由于答案可能很大,将它对 109 + 7 取余 后返回。

示例 1:

输入:zero = 1, one = 1, limit = 2

输出:2

解释:

两个稳定的二进制数组为 [1,0][0,1] ,两个数组都有一个 0 和一个 1 ,且没有子数组长度大于 2 。

示例 2:

输入:zero = 1, one = 2, limit = 1

输出:1

解释:

唯一稳定的二进制数组是 [1,0,1]

二进制数组 [1,1,0][0,1,1] 都有长度为 2 且元素全都相同的子数组,所以它们不稳定。

示例 3:

输入:zero = 3, one = 3, limit = 2

输出:14

解释:

所有稳定的二进制数组包括 [0,0,1,0,1,1][0,0,1,1,0,1][0,1,0,0,1,1][0,1,0,1,0,1][0,1,0,1,1,0][0,1,1,0,0,1][0,1,1,0,1,0][1,0,0,1,0,1][1,0,0,1,1,0][1,0,1,0,0,1][1,0,1,0,1,0][1,0,1,1,0,0][1,1,0,0,1,0][1,1,0,1,0,0]

提示:

  • 1 <= zero, one, limit <= 1000

相似问题:

分析

#1

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class Solution:
    def numberOfStableArrays(self, zero: int, one: int, limit: int) -> int:
        mod = 10**9+7
        f = [[[0,0] for _ in range(one+1)] for _ in range(zero+1)]
        for i in range(1,min(limit,zero)+1):
            f[i][0][0] = 1
        for j in range(1,min(limit,one)+1):
            f[0][j][1] = 1
        for i in range(1,zero+1):
            for j in range(1,one+1):
                f[i][j][0] = (sum(f[i-1][j])-(f[i-1-limit][j][1] if i>limit else 0))%mod
                f[i][j][1] = (sum(f[i][j-1])-(f[i][j-1-limit][0] if j>limit else 0))%mod
        return sum(f[-1][-1])%mod

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#2

还可以利用容斥原理,思路见 从 DP 到组合数学

解答

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mod = 10**9+7
ma = 1001
fac,inv = [1]*ma,[1]*ma
for i in range(1,ma):
    fac[i] = fac[i-1]*i%mod
    inv[i] = pow(fac[i],-1,mod)

def comb(m,n):
    return fac[m]*inv[n]*inv[m-n]%mod

class Solution:
    def numberOfStableArrays(self, zero: int, one: int, limit: int) -> int:
        n = min(zero+1,one)
        f = [0]*(n+2)
        for i in range((zero-1)//limit+1,min(one+1,zero)+1):
            f[i] = comb(zero-1,i-1)
            for j in range(1,(zero-i)//limit+1):
                f[i] += (-1 if j%2 else 1)*comb(i,j)*comb(zero-j*limit-1,i-1)
                f[i] %= mod
        res = 0
        for i in range((one-1)//limit+1,n+1):
            g = comb(one-1,i-1)
            for j in range(1,(one-i)//limit+1):
                g += (-1 if j%2 else 1)*comb(i,j)*comb(one-j*limit-1,i-1)
            res += g*(f[i-1]+f[i]*2+f[i+1])
            res %= mod
        return res

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