题目描述
小 R 和室友小 B 在寝室里玩游戏。他们一共玩了 $ n $ 局游戏,每局游戏的结果要么是小 R 获胜,要么是小 B 获胜。
第 $ 1 $ 局游戏小 R 获胜的概率是 $ p_1 $,小 B 获胜的概率是 $ 1 - p_1 $。除了第一局游戏之外,每一局游戏小 R 获胜的概率与上一局游戏小 R 是否获胜有关。
具体来说:
- 如果第 $ i − 1 (1 < i \leq n) $ 局游戏小 R 获胜,那么第 $ i $ 局游戏小 R 获胜的概率为 $ p_i $,小 B 获胜的概率为 $ 1 - p_i $。
- 如果第 $ i − 1 (1 < i \leq n) $ 局游戏小 B 获胜,那么第 $ i $ 局游戏小 R 获胜的概率为 $ q_i $,小 B 获胜的概率为 $ 1 - q_i $。
小 D 时常过来看小 R 和小 B 玩游戏,因此他知道某几局游戏的结果。他想知道在他已知信息的条件下,小 R 在 $ n $ 局游戏中总共获胜的局数的期望是多少。
小 D 记性不太好,有时他会回忆起某局游戏的结果,并把它加入到已知信息中;有时他会忘记之前某局游戏结果,并把它从已知信息中删除。你的任务是:每当小 D 在已知信息中增加或删除一条信息时,根据小 D 记得的已知信息,帮助小 D 计算小 R 在 $ n $ 局游戏中总共获胜局数的期望是多少。
需要注意的是:如果小 D 忘了一局游戏的结果,之后又重新记起,两次记忆中的游戏结果不一定是相同的。你不需要关心小 D 的记忆是否与实际情况相符,你只需要根据他的记忆计算相应的答案。
输入格式
第一行两个正整数 $ n, m $ 和一个字符串 $ \text{type} $。表示小 R 和小 B 一共玩了 $ n $ 局游戏,小 D 一共进行了 $ m $ 次修改已知信息的操作,该数据的类型为 $ \text{type} $。$ \text{type} $ 字符串是为了能让大家更方便地获得部分分,你可能不需要用到这个输入,其具体含义见「数据范围与提示」中的「限制与约定」。
接下来 $ n $ 行,第一行包含一个实数 $ p_1 $,表示第一局比赛小 R 获胜的概率是 $ p_1 $。第 $ i (1 < i \leq n) $ 行包含两个实数 $ pi_i, q_i $。表示在第 $ i − 1 $ 局游戏小 R 获胜的情况下,第 $ i $ 局游戏小 R 获胜的概率是 $ p_i $;$ q_i $ 表示在第 $ i − 1 $ 局游戏小 B 获胜的情况下,第 $ i $ 局游戏小 R 获胜的概率是 $ q_i $。
接下来 $ m $ 行,每行描述一个小 D 已知信息的变化,操作分为两类。
add i c
表示小 D 回忆起了第 $ i $ 局比赛的结果,并把它加入到已知信息中。若 $ c = 0 $ 表示第 $ i $ 局比赛小 B 获胜,若 $ c = 1 $ 表示第 $ i $ 局比赛小 R 获胜。数据保证 $ i, c $ 均为整数且 $ 1 \leq i \leq n, 0 \leq c \leq 1 $,如果这个操作不是第一个操作,保证在上一个操作结束后的已知信息中没有第 $ i $ 局比赛的结果。del i
表示小 D 忘记了第 $ i $ 局比赛的结果,并把它从已知信息中删除。数据保证 $ i $ 是整数且 $ 1 \leq i \leq n $,保证在上一个操作结束后的已知信息中有第 $ i $ 局比赛的结果。
输出格式
对于每个操作,输出一行实数,表示操作结束后,在当前已知信息的条件下,小 R 在 $ n $ 局游戏中总共获胜的局数的期望是多少。
样例
input
3 3 A
0.3
0.5 0.2
0.9 0.8
add 1 1
add 3 0
del 1
output
2.350000
1.333333
0.432749
运用贝叶斯公式
第一问:
$$ \begin{aligned} p(x_2 = 1|x_1 = 1) &= 0.5 \ p(x_3 = 1|x_1 = 1) &= 0.5 \times 0.9 + 0.5 \times 0.8 = 0.85 \ E(x_1 +x_2 +x_3 |x_1 = 1) &= 0.5 + 0.85 + 1 = 2.35 \end{aligned} $$
第二问:
$$ \begin{aligned} p(x_2 = 1|x_1 = 1, x_3 = 0) &= \frac{p(x_3 =0|x_1=1,x_2=1)p(x_2 = 1|x_1 =1)}{p(x_3 =0|x_1 =1)} \approx 0.333 \ E(x_1 + x_2 + x_3|x_1 =1, x_3 = 0) &\approx 1.333 \end{aligned} $$
第三问:
对于
$$ p(x_2 = 1|x_3 = 0) = \frac{p(x_3 = 0|x_2 = 1)p(x_2 = 1)}{p(x_3 = 0)} $$
其中
$$ \begin{aligned} p(x_3 = 0|x_2 = 1) &= 0.1 \ p(x_2 = 1) &= 0.3 \times 0.5 + 0.7 \times 0.2 = 0.29 \ p(x_3 = 0) &= 0.29 \times 0.1 + 0.71 \times 0.2 = 0.171 \end{aligned} $$
所以
$$ p(x_2 = 1|x_3 = 0) = 0.1 \times 0.29/0.171 \approx 0.16959 $$
对于
$$ p(x_1 = 1|x_3 = 0) = \frac{p(x_3 =0|x_1=1)p(x_1=1)}{p(x_3 =0)} $$
其中
$$ \begin{aligned} p(x_3 = 0|x_1 = 1) &= 0.5 \times 0.1 + 0.5 \times 0.2 = 0.15 \ p(x_1 = 1) &= 0.3 \ p(x_3 = 0) &= 0.171 \end{aligned} $$
所以
$$ \begin{aligned} p(x_1 = 1|x_3 = 0) &= 0.15 \times 0.3/0.171 \approx 0.26316 \ E(x_1 + x_2 + x_3|x_3 = 0) &\approx 0.43275 \end{aligned} $$
数据范围与提示
评分标准
如果你的答案与正确答案的绝对误差在 $ 10 ^ {−4} $ 以内,则被判定为正确。
如果你的所有答案均为正确,则得满分,否则得 0 分。
请注意输出格式:每行输出一个答案,答案只能为一个实数。每行的长度不得超过 50。错误输出格式会被判定为 0 分。
限制与约定
对于 $ 100\% $ 的数据,$ 1 \leq n \leq 200000, 1 \leq m \leq 200000, 0 < pi, qi < 1 $。
对于 $ 100\% $ 的数据,输入保留最多四位小数。
本题共有 20 个数据点,每个数据点 5 分,每个测试点的具体约定如下表:
测试点 | $ n $ | $ m $ | 数据类型 |
---|---|---|---|
1 ~ 2 | $ \leq 10 $ | $ \leq 20 $ | A |
3 ~ 4 | $ \leq 100 $ | $ \leq 100 $ | B |
5 ~ 6 | $ \leq 1000 $ | $ \leq 5000 $ | A |
7 ~ 9 | $ \leq 2000 $ | $ \leq 5000 $ | B |
10 ~ 13 | $ \leq 10000 $ | $ \leq 200000 $ | B |
14 ~ 15 | $ \leq 200000 $ | $ \leq 200000 $ | C |
16 ~ 17 | $ \leq 200000 $ | $ \leq 200000 $ | D |
18 ~ 20 | $ \leq 200000 $ | $ \leq 200000 $ | A |
数据类型的含义:
- A:无限制
- B:$ \forall i > 1, |pi − qi| > 0.999 $
- C:同一时刻,小 D 最多只有 $ 1 $ 条已知信息
- D:同一时刻,小 D 最多只有 $ 5 $ 条已知信息
小 R 教你学数学
你可能会用到以下公式
-
条件概率的计算方法
我们记 $ p(A|B) $ 表示在已知事件 $ B $ 发生时事件 $ A $ 发生的概率,条件概率可以用以下公式计算:$$ p(A|B) = \frac{p(AB)}{p(B)} $$
其中 $ p(AB) $ 表示事件 $ B $ 和事件 $ A $ 同时发生的概率,$ p(B) $ 表示事件 $ B $ 发生的概率。
-
贝叶斯公式(bayes)
由条件概率的计算方法,我们容易得到贝叶斯公式:$$ p(A|B) = \frac{p(B|A)p(A)}{p(B)} $$
-
全概率公式
如果随机变量 $ x $ 有 $ k $ 个取值,分别为 $ x_1, x_2, \ldots, x_k $ 那么$$ p(A) = \sum\limits_{i = 1} ^ k p(A|x = x_i) p(x = x_i) $$
温馨提示
在本题中,如果你希望获得全部的分数,你可能需要考虑由于浮点数运算引入的误差。只使用加法和乘法运算不会引入太大的误差,但请谨慎使用减法和除法。
- 两个大小相近的数相减可以引入非常大的相对误差。
- 如果一个矩阵的行列式值非常小,那么求解该矩阵的逆可以带来相当大的误差。
当然,如果你的算法在数学上是正确的,但没有考虑浮点数运算的误差问题,可能仍然可以获得一部分的分数。