UVa 1252 - Twenty Questions(状压DP)

时间:2022-02-10 04:52:51

链接:

https://uva.onlinejudge.org/index.php?option=com_onlinejudge&Itemid=8&page=show_problem&problem=3693

题意:

有n(n≤128)个物体,m(m≤11)个特征。每个物体用一个m位01串表示,表示每个特征是具备还是不具备。
我在心里想一个物体(一定是这n个物体之一),由你来猜。
你每次可以询问一个特征,然后我会告诉你:我心里的物体是否具备这个特征。
当你确定答案之后,就把答案告诉我(告知答案不算“询问”)。
如果你采用最优策略,最少需要询问几次能保证猜到?
例如,有两个物体:1100和0110,只要询问特征1或者特征3,就能保证猜到。

分析:

为了叙述方便,设“心里想的物体”为W。首先在读入时把每个物体转化为一个二进制整数。
不难发现,同一个特征不需要问两遍,所以可以用一个集合k表示已经询问的特征集。
在这个集合k中,有些特征是W所具备的,剩下的特征是W不具备的。
用集合c来表示“已确认物体W具备的特征集”,则c一定是k的子集。
设d(k,c)表示已经问了特征集k,其中已确认W所具备的特征集为c时,还需要询问的最小次数。
如果下一次提问的对象是特征i(这就是“决策”),则询问次数为:max{d(k+{i},c+{i}),d(k+{i},c)}+1。
考虑所有的i,取最小值即可。边界条件为:如果只有一个物体满足“具备集合c中的所有特征,
但不具备集合k-c中的所有特征”这一条件,则d(k,c)=0,因为无须进一步询问,已经可以得到答案。
因为c为k的子集,所以状态总数为3^m,时间复杂度为O(m*3^m)。
对于每个k和c,可以先把满足该条件的物体个数统计出来,保存在amt[k][c],避免状态转移的时候重复计算。
统计amt[k][c]的方法是枚举k和物体,时间复杂度为O(n*2^m),对于本题来说可以忽略不计。

代码:

 #include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int UPM = ;
const int UPN = ;
int n, m, d[<<UPM][<<UPM], amt[<<UPM][<<UPM];
char s[UPN+][UPM+]; void init() {
int u = <<m;
for(int k = ; k < u; k++) {
amt[k][] = ;
d[k][] = INF;
for(int c = k; c; c = k&(c-)) amt[k][c] = , d[k][c] = INF;
}
for(int t = ; t < n; t++) {
int c = ;
for(int i = ; i < m; i++) if(s[t][i] == '') c |= (<<i);
for(int k = ; k < u; k++) amt[k][k&c]++;
}
} int dp(int k, int c) {
int& res = d[k][c];
if(res != INF) return res;
if(amt[k][c] < ) return res = ;
for(int i = ; i < m; i++) {
if(k&(<<i)) continue;
int k2 = k|(<<i), c2 = c|(<<i);
int need = max(dp(k2,c), dp(k2,c2));
res = min(res, need);
}
return res += ;
} int main() {
while(scanf("%d%d", &m, &n) && m) {
for(int i = ; i < n; i++) scanf("%s", s[i]);
init();
printf("%d\n", dp(,));
}
return ;
}