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#8665. 性別改造計畫

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21 世紀是生命科學的世紀。人類投入大量人力物力研究生命科學,旨在對各類生物的生存機理產生更加深入的理解,以更好地了解人類自身,提高生活品質。Q 國政府首先在綿羊中開展了性別改造的研究,希望透過基因重組改變性別的方式增強整個綿羊種群的生存能力。若此計畫能夠順利研究成功,人類將掌握隨意改變動物性別的黑科技,這將是生命科學研究史上的一個重要里程碑。

Q 國政府從綿羊群中挑選出 $M$ 隻綿羊作為實驗樣本,這 $M$ 隻綿羊中存在 $K$ 條長度為 $N$ 的單一性別的血緣鏈。所謂「血緣鏈」是指一條由父(母)子(女)關係組成的鏈,比如爺爺-爸爸-兒子就是一條血緣鏈。「單一性別」的意思是每條血緣鏈中所有個體的性別均一致,同為雄性或同為雌性。血緣鏈長度指的是一條血緣鏈中個體的數量,比如爺爺-爸爸-兒子是一條長度為 $3$ 的血緣鏈。這 $K$ 條血緣鏈互不相交。

注意並不是每一隻綿羊都必須屬於一條血緣鏈,有些綿羊可能不屬於任何血緣鏈,因此 $NK \le M$。除去血緣鏈外,同輩綿羊還會有「繁衍關係」的存在。兩隻異性綿羊如果曾經繁殖過後代,那麼牠們之間就會產生「繁衍關係」。注意繁衍關係只會出現在同輩異性綿羊個體之間,這裡「同輩」表示兩隻綿羊的輩分相同,即綿羊只會與牠的兄弟姐妹輩產生「繁衍關係」,而不會與父母或子女或其他更遠的輩分之間產生「繁衍關係」。

對綿羊進行性別修改需要花費巨大的實驗開銷,修改綿羊 $i$ 的性別需要花費 $c_i$ 的修改代價。除此以外,修改綿羊性別還會對繁衍關係的穩定度產生影響:每對繁衍關係 $j$ 有初始穩定度 $b_j$ 和衰減係數 $d_j$,當所有的性別修改操作完成後,若雙方性別均未改變,則此關係的穩定度 $s_j=b_j$,若雙方性別互換,則穩定度 $s_j=\lfloor b_jd_j\rfloor$,其他情況下穩定度 $s_j=0$。

給定每隻綿羊的性別、性別修改代價、所有血緣鏈關係和繁衍關係,Q 國政府希望你來設計一套性別改造方案,使總收益最大。收益計算方式如下:

$$Profit=\lfloor 10\ln(1+A)\rfloor\cdot S-C$$

其中 $A$ 為改造後血緣鏈相鄰兩者為異性的情況數量,$S$ 為改造後繁衍關係穩定度之和,即 $S=\sum_j s_j$,$C$ 為修改綿羊性別帶來的代價之和,即 $C=\sum_i c_i$。

輸入格式

輸入檔案 gender.in。

第一行包含四個非負整數 $N,K,M,P$,分別為血緣鏈的長度、血緣鏈的數量、實驗樣本中的總綿羊數和繁衍關係的數量。

第二行為一個 $M$ 個字元的字串,每個字元為 M 或 F,描述了這 $M$ 隻綿羊的初始性別。M 表示雄性,F 表示雌性。

第三行 $M$ 個正整數 $c_i$,表示修改每隻綿羊性別的代價。

下面 $K$ 行每行 $N$ 個整數,分別描述這 $K$ 個血緣鏈中綿羊編號(所有綿羊用 $1$ 到 $M$ 的整數編號),保證每條鏈中的綿羊均為同性,且鏈互不交疊。

下面 $P$ 行每行三個正整數 $x,y,b$ 和一個實數 $d$,表示綿羊 $x$ 與綿羊 $y$ 存在繁衍關係,且其初始關係穩定度為 $b$,衰減係數為 $d$。保證 $x$ 與 $y$ 的初始性別不同,$x$ 和 $y$ 為同輩。同一條關係只會在資料中描述一次。

輸出格式

輸出檔案 gender.out 僅包含一行一個整數,表示改造計畫的最大收益。

範例

輸入格式 1

3 2 6 2
MMMFFF
10000 200 10 10000 200 10
1 2 3
4 5 6
2 5 20 0.1
3 6 20 0.9

輸出格式 1

360

說明

改性別為 MMFFFM。收益為 $\lfloor10\ln(1+2)\rfloor\times(20+18)-(10+10)=360$。

$A=2$ 是因為血緣鏈 $1-2-3$ 中 $2$ 與 $3$ 的性別不同,血緣鏈 $4-5-6$ 中 $5$ 與 $6$ 的性別不同。

輸入格式 2

3 2 7 3
MMMFFFM
10 200 10 10 200 10 10
1 2 3
4 5 6
2 5 20 0.1
3 6 20 0.9
5 7 20 0.5

輸出格式 2

888

說明

改性別為 FMFMFMM。收益為 $\lfloor10\ln(1+4)\rfloor\times(20+18+20)-(10+10+10+10)=888$。

$A=4$ 是因為血緣鏈 $1-2-3$ 中 $1$ 與 $2$ 性別不同,$2$ 與 $3$ 性別不同;血緣鏈 $4-5-6$ 中 $4$ 與 $5$ 性別不同,$5$ 與 $6$ 性別不同;共計 $4$ 對不同。

範例 3

見選手目錄下的 gender/gender.in 與 gender/gender.ans。

資料範圍

對於 $10\%$ 的資料,滿足 $M\le20$;

對於 $10\%$ 的資料,滿足 $d_j=0$;

對於 $10\%$ 的資料,滿足 $d_j=0.5$;

上述三類資料兩兩沒有交集。

對於 $100\%$ 的資料,$N\le50$,$K\le4$,$M\le1000$,$P\le10000$,$0.0\le d_j\le1.0$,$b_j$ 和 $c_i$ 均不大於 $10000$,$d_j$ 的小數位數不超過 $6$。

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