HDU 1204 糖果大戰 (概率論,遞推公式)

Problem Description

生日Party結束的那天晚上,剩下了一些糖果,Gandon想把所有的都統統拿走,Speakless於是說:“可以是可以,不過我們來玩24點,你不是已經拿到了一些糖果了嗎?這樣,如果誰贏一局,就拿走對方一顆糖,直到拿完對方所有的糖爲止。”如果誰能算出來而對方算不出來,誰就贏,但是如果雙方都能算出或者都不能,就算平局,不會有任何糖果的得失。
Speakless是個喜歡提前想問題的人,既然他發起了這場糖果大戰,就自然很想贏啦(不然可就要精光了-_-)。現在他需要你的幫忙,給你他每局贏的概率和Gardon每局贏的概率,請你給出他可能獲得這場大戰勝利的概率。

Input

每行有四個數,Speakless手上的糖果數N、Gardon手上的糖果數M(0<=N,M<=50)、一局Speakless能解答出來的概率p、一個問題Gardon能解答出來的概率q(0<=p,q<=1)。

Output

每行一個數,表示Speakless能贏的概率(用百分比計算,保留到小數點後2位)。

Sample Input

50 50 0.5 0.5
10 10 0.51 0.5
50 50 0.51 0.5

Sample Output

0.50
0.60
0.88

這是一個概率題,首先我們必須清楚我們要求的是什麼!

設f(i)表示Speakless有i顆糖果的時候贏的概率,我們要求的就是f(n)
則根據題意我們知道,這時候:
1.Speakless贏這一局的概率是p(1-q),即f(i)變成f(i+1)
2.Speakless輸這一局的概率是q(1-p),即f(i)變成f(i-1)
3.Speakless平這一局的概率是1-p(1-q)-q(1-p),即f(i)變成f(i)
因此:
f(i) = p(1-q)*f(i+1) + q(1-p)*f(i-1) + (1-p(1-q)-q(1-p))*f(i)
稍微變形:
p(1-q)*(f(i+1)-f(i)) = q(1-p)*(f(i)-f(i-1))

令g(i)=f(i)-f(i-1),
則有p(1-q)*g(i) = q(1-p)g(i-1),即g(i)是等比數列,
設k=q(1-p)/(p(1-q)),則g(i) = k*g(i-1)

g(1) = f(1)-f(0)
g(2) = f(1)-f(0)
...
g(n) = f(n)-f(n-1)
...
g(n+m) = f(n+m)-f(n+m-1)
將上面的各個等式相加的:g(1)+g(2)+...+g(n+m)=f(n+m)-f(0)=1
g(1)+g(2)+...+g(n+m)=g(1)*(1-k^(n+m))/(1-k)
g(1)+g(2)+...+g(n)=g(1)*(1-k^(n))/(1-k)
回到開始定義,我們知道f(0)=0 (表示已經輸了),f(n+m)=1(表示已經贏了)
g(1)=f(1)-f(0)=f(1)
因此

g(1)+g(2)+...+g(n+m) = f(1)*(1-k^(n+m))/(1-k)=1............................................(1)
g(1)+g(2)+...+g(n) = f(1)*(1-k^(n))/(1-k)=f(n)...................................................(2)

我們要求的就是f(n),在(2)式中,只要f(1)是未知的,因此需要更(1)先求出f(1).

最終f(n)=(1-k^n)/(1-k^(m+n))

需要注意的幾個地方:

N==0、M==0、p==0、q==0、p==q集中特殊情況!

#include <stdio.h>

#include <math.h>

const double EPS = 1e-12;

inline void solve(int n, int m, double p, double q)

{

   if(n==0)             printf("0.00\n");

   else if(m==0)         printf("1.00\n");

   else if(p==0.0||q==1.0)  printf("0.00\n");

   else

{

        doublelamda = q*(1-p)/(p*(1-q));

       if(fabs(lamda-1.0)<EPS)           printf("%.2lf\n", double(n)/(m+n));

        else

 {

            doubleres = (1-pow(lamda, n))/(1-pow(lamda, m+n));

            printf("%.2lf\n", res);

        }

    }

}

int main()

{

    int n, m;

    double p, q;

   while(scanf("%d%d%lf%lf", &n, &m, &p,&q)!=EOF) {

        solve(n, m,p, q);

    }

    return 0;

}

 

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