C0917 [SDOI2011]迷宫探险

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题目描述

这是一个单人游戏。

游戏开始时,玩家控制的人物出生在迷宫的某个位置,玩家的目标是控制人物走到迷宫的某个出口(出口可能有多个)。迷宫里有k类陷阱(用“A”、“B”、“C”……表示,相同字母代表相同类型的陷阱),每类陷阱可能是有害的或无害的,而在游戏开始时玩家并不知道哪些陷阱是有害的,哪些是无害的。同一类陷阱的状态相同,即用同一个字母标志的陷阱要么全部有害,要么全部无害,不会发生一部分有害而另一部分无害的情况。任何陷阱状态的组合都有一个发生概率,考虑下例:

当 $k=2$ 时,迷宫内共有两类陷阱,分别用“A”和“B”表示,陷阱状态的组合共有 $4$ 种:

1、“A”是无害陷阱,“B”是无害陷阱。

2、“A”是有害陷阱,“B”是无害陷阱;

3、“A”是无害陷阱,“B”是有害陷阱;

4、“A”是有害陷阱,“B”是有害陷阱;

下面给出了一个合法的概率表格:

image.png

$\begin{array}{|c|c|c|}\hline & A 是无害陷阱 & A 是有害陷阱 \\\hline B 是无害陷阱 & 36\% & 24\% \\\hline B 是有害陷阱 & 24\% & 16\% \\\hline \end{array}$

当 $K=3$ 时,会有 $8$ 种不同的陷阱状态组合,如果我们依然坚持使用概率表格,那么这个表格将会是三维的($2 \times 2 \times 2$,每一维对应着一类陷阱)。当 $K≥3$ 时,这将使得题目难以描述。因此我们使用一个大小为 $2k$ 的数组 $p$ 来描述每种情况发生的可能性,$p$ 的下标范围为 $0$~$2k-1$。

$p$ 是这样生成的:

对于每个可能的陷阱状态组合,考虑所有 $k$ 类陷阱,令 $1$ 表示某个陷阱有害,$0$ 表示某个陷阱无害,把“A”作为二进制数的第 $0$ 位(从右边开始计数),“B”作为第 $1$ 位,“C”作为第 $2$ 位……通过以上操作,我们可以得到一个 $K$ 位的二进制数,把它转化成十进制后,$2k$ 种陷阱状态的组合将会与整数 $0$~$2k-1$ 一一对应。

定义 $S$ 表示 $P$ 中所有元素和,即:

则陷阱状态组合 $i$ 出现的概率为 $P_i / S$。上述表格对应的一个合法数组 $P$ 是:

$P_0=36$

$P_1=24$

$P_2=24$

$P_3=16$

当然同一个概率表格可能会对应多个数组 $P$(事实上有无数个数组 $P$ 能够迎合表格数据),例如上述表格同时也对应着下面的数组 $P$:

$P_0=72$

$P_1=48$

$P_2=48$

$P_3=32$

玩家控制的人物初始情况下有 $H$ 点生命,当人物踏上某个陷阱时,如果这个陷阱是有害的,那么会损失 $1$ 点生命,否则这个陷阱是无害的,不损失生命。无论上述哪种情况发生,玩家会立刻得到这个陷阱的信息(有害或无害)。一旦生命小于等于 $0$,玩家控制的人物会立刻死亡。

迷宫可以看作 $m \times n$ 的方格地图,每个元素可能是:

.:表示这是平地,可以通过;

#:表示这是墙,不能通过;

ABC……:表示这是一个陷阱;

$:表示这是起点,地图中有且仅有一个;

@:表示这是终点,地图中可以有多个,也可以一个也没有。

人物可以向上下左右四个方向行走,不可以走对角线,也不可以走出地图。

给定 $m \times n$ 的地图、$k$、$h$ 以及大小为 $2k$ 的概率数组。你的任务是求出在执行最优策略时,人物能活着走出迷宫的概率。

输入格式

第一行包含 $4$ 个整数,分别表示 $m$、$n$、$K$、$H$;

下面 $m$ 行每行 $n$ 个字符描述迷宫地图;

最后一行包含 $2^K$ 个非负整数描述数组 $P$,数组下标从 $0$ 开始。

输出

仅包含一个数字,表示在执行最优策略时,人物活着走出迷宫的概率。四舍五入保留 $3$ 位小数。

样例

样例输入 1

4 3 2 1 . . A#B A#B .@. 30 30 20 20

样例输出 1

0.600

样例输入 2

4 3 2 2 .$. A#B A#B .@. 30 30 20 20

样例输出 2

0.800

样例输入 3

4 3 2 3 .$. A#B A#B .@. 30 30 20 20

样例输出 3

1.000

样例输入 4

4 3 3 2 .$. A#B A#C @@@ 143 37 335 85 95 25 223 57

样例输出 4

0.858

提示

$m \le 30,N \le 29,K \le 5,H \le 5,0 \le p_i \le 10^5$,且至少有一个 $p_i>0$