Lista de probleme 3

Alex, un mare entuziast al turismului, a decis să-și transforme pasiunea într-o afacere și să organizeze tururi ale orașului Bistrița. Orașul poate fi reprezentat ca un graf orientat al obiectivelor turistice, conectate direct de străzi. Totuși, dat fiind că abilitatea de a se orienta a lui Alex nu este comparabilă cu entuziasmul lui, organizarea traseelor este dificilă pentru el. În primul rând, el vrea să numere câte astfel de trasee există în oraș. Un traseu reprezintă o listă ordonată \(a\) de \(k\) obiective turistice, cu următoarele proprietăți:

• De la nodul \( {a}_{i} \) se poate ajunge în nodul \( {a}_{i+1} \)
• De la nodul \( {a}_{k} \) se poate ajunge în nodul \( {a}_{1} \)

Spunem că se poate ajunge de la nodul x la nodul y dacă există un drum de 0 sau mai multe străzi care începe în nodul x și se termină în nodul y. Există 2 tipuri de trasee turistice:

• Tipul 1, în care obiectivele se pot repeta
• Tipul 2, în care obiectivele trebuie să fie distincte

Graful obiectivelor turistice este un graf orientat în care o muchie de la x la y reprezintă un drum direct de la nodul x la nodul y. Alex are nevoie de ajutorul vostru, pentru a determina câte trasee de lungime k există pentru un tip dat de trasee turistice (Tipul 1 sau Tipul 2), pentru fiecare k de la 1 la Q.

România este formată din N orașe conectate între ele, existând un traseu unic între oricare două orașe. Un traseu este o secvență de drumuri care conectează două orașe, astfel încât niciun drum nu se repetă. În total, există N−1 drumuri bidirecționale care conectează orașele.

Fiecare drum are și un cost asociat. Echipa lui Jeffrey a creat o lista de M perechi de orașe între care se va circula foarte des pentru livrarea coletelor. Definim costul unei perechi de orașe (x, y) ca fiind suma costurilor drumurilor din traseul de la orașul x la orașul y. De asemenea, definim costul total ca fiind suma tuturor costurilor celor M perechi de orașe date.

Jeffrey poate să aplice următorul tip de operație: selectează un drum cu un cost strict pozitiv și îi scade costul cu 1. Din motive de “frugality”, această operație poate fi aplicată de cel mult K ori, unde K este un număr natural.

Se cere să găsiți costul total minim ce poate fi obținut, după aplicarea de cel mult K ori a operației menționate mai sus.

Se dă o matrice de mărime N pe N care conține litere ale alfabetului englez. Definim un drum dreapta-jos ca fiind un șir de celule ale matricei care începe cu celula (1, 1), se termină cu celula (N, N), iar pentru fiecare celulă (x, y) din drum (exceptând ultima), succesoarea sa este fie (x+1, y), fie (x, y+1). Spunem că șirul de caractere generat de un drum în matrice este șirul obținut prin concatenarea valorilor celulelor drumului în ordine.

Să se găsească 2 drumuri dreapta-jos care nu se intersectează (decât în celulele (1, 1) și (N, N)) pentru care coeficientul de similaritate este maxim. Coeficientul de similaritate a 2 drumuri reprezintă numărul de poziții i pentru care a[i] = b[i], 0 ≤ i < lungime(a), lungime(b), unde a și b sunt șirurile generate de cele 2 drumuri.