POJ3254:Corn Fields(状压dp第一发)

时间:2023-03-09 02:12:55
POJ3254:Corn Fields(状压dp第一发)

题目:http://poj.org/problem?id=3254

直接上代码吧,刚开始做时主要的问题就是看不懂二进制,有个博客写的太好了,就直接把题解复制在下面了。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <math.h>
#define mod 100000000 int m,n,state[],dp[][],top,cur[];
inline bool ok(int x)
{
if(x&x<<) return false;
return true;
}
void init()
{
int total=<<n;
top=;
for(int i=;i<total;i++)
{
if(ok(i)) state[++top]=i;
}
}
inline bool fit(int x,int k)
{
if(cur[k]&x) return false;
return true;
}
int main()
{
int xx;
while(scanf("%d%d",&m,&n)!=EOF)
{
init();
for(int i=;i<=m;i++)
{
cur[i]=;
for(int j=;j<=n;j++)
{
scanf("%d",&xx);
if(xx==) cur[i]+=(<<(n-j));
}
}
memset(dp,,sizeof(dp));
for(int i=;i<=top;i++)
{
if(fit(state[i],))
dp[][i]=;
}
for(int i=;i<=m;i++)
{
for(int k=;k<=top;k++)
{
if(!fit(state[k],i)) continue;
for(int j=;j<=top;j++)
{
if(!fit(state[j],i-)) continue;
if(state[j]&state[k]) continue;
dp[i][k]=(dp[i][k]+dp[i-][j])%mod;
}
}
}
int ans=;
for(int i=;i<=top;i++)
{
ans=(ans+dp[m][i])%mod;
}
printf("%d\n",ans);
}
return ;
}

题目大意:农夫有一块地,被划分为m行n列大小相等的格子,其中一些格子是可以放牧的(用1标记),农夫可以在这些格子里放牛,其他格子则不能放牛(用0标记),并且要求不可以使相邻格子都有牛。现在输入数据给出这块地的大小及可否放牧的情况,求该农夫有多少种放牧方案可以选择(注意:任何格子都不放也是一种选择,不要忘记考虑!

解题思路:以样例数据第一行为例,三个格子都可以放牧,即每个格子都可以选择放,或不放。再考虑附加条件“相邻格子不可同时放牧”,那么我们可以列出单看第一行时的所有可行状态如下(1代表放牧,0代表不放牧)

编号 状态
1 0 0 0 
2 0 0 1
3 0 1 0
4 1 0 0
5 1 0 1
(表1)

由此,可将表中的状态看作二进制表示,那么,只需将每种状态转化为相应的十进制数,即可只用一个数字,就能表示某一种状态,如下表:

编号 二进制 十进制
1 0 0 0 0
2 0 0 1 1
3 0 1 0 2
4 1 0 0 4
5 1 0 1 5
(表2)

这种用一个数来表示一组数,以降低表示状态所需的维数的解题手段,就叫做状态压缩。

至此我们看到,在只考虑第一行的时候,有5种可行的放牧方案,但这只是我们要做的第一步。接下来要将第二行纳入考虑:

首先思考:纳入第二行后,会对当前问题造成什么样的影响?

答案还是那句话:“相邻格子不可同时放牧”!

也就是说,不止左右相邻不可以,上下之间也不能存在相邻的情况。

首先观察第二行,只有中间的格子可以放牧,那么我们的状态表格就可以相对简单些了~如下:

编号 二进制 十进制
1 0 0 0 0
2 0 1 0 2
(表3)

只有两种可行状态,那么我们不妨一个一个来考察:

1、当第二行的状态为编号1时,第二行的三个格子都没有放牧,那么就不会与第一行的任何情况有冲突,第一行的5种方案都可行,即:第二行选用编号1的状态时,结合第一行,可得到5种可行的放牧方案;

2、当第二行的状态为编号2时,第二行中间的格子已经放牧了,那么第一行中间的格子就不可以放牧。看表2,发现其中第3种状态与当前第二行冲突,那么第一行只有4种方案是可行的,即:第二行选用编号2的状态时,结合第一行,可得到4种可行的放牧方案;

那么,在样例数据给出的情况下,我们的最终答案即为5+4=9;

通过对样例数据的分析即可以发现不同状态之间的关系:

以dp[i][state(j)]来表示对于前i行,第i行采用第j种状态时可以得到的可行方案总数!

例如:回头看样例数据,dp[2][1]即代表第二行使用第2中状态(0 1 0)时可得的方案数,即为4;

那么,可得出状态转移方程为:

dp[i][state(j)]=dp[i-1][state(k1)]+dp[i-1][state(k2)]+......+dp[i-1][state(kn)](kn即为上一行可行状态的编号,上一行共有n种可行状态)

最终ans=dp[m][state(k1)]+dp[m][state(k2)]+......+dp[m][state(kn)]; (kn即为最后一行(第m行)可行状态的编号)

程序代码:

先声明,这道题我是参考了@AcCry的博文 “状态压缩DP总结【POJ3254】【POJ1185】【POJ3311】【HDU3001】【POJ2288】【ZOJ4257】【POJ2411】【HDU3681】”解出的,原文的讲解比较精简,我单独拿出其中第一题详解作为入门。

先帖原帖代码,我在读的过程中加了详细注释,并做了一些细节上的修改:

#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std; #define mod 100000000
int M,N,top = ;
//top表示每行最多的状态数 int state[],num[];
//state存放每行所有的可行状态(即没有相邻的状态
// int dp[][];
//dp[i][j]:对于前i行数据,每行有前j种可能状态时的解
int cur[];
//cur[i]表示的是第i行整行的情况 inline bool ok(int x){ //判断状态x是否可行
if(x&x<<) return false;//若存在相邻两个格子都为1,则该状态不可行
return true;
}
void init(){ //遍历所有可能的状态
top = ;
int total = << N; //遍历状态的上界
for(int i = ; i < total; ++i){
if(ok(i))state[++top] = i;
}
}
inline bool fit(int x,int k){ //判断状态x 与第k行的实际状态的逆是否有‘重合’
if(x&cur[k])return false; //若有重合,(即x不符合要求)
return true; //若没有,则可行
} int main(){
while(scanf("%d%d",&M,&N)!= EOF){
init();
memset(dp,,sizeof(dp));
for(int i = ; i <= M; ++i){
cur[i] = ;
int num;
for(int j = ; j <= N; ++j){ //输入时就要按位来存储,cur[i]表示的是第i行整行的情况,每次改变该数字的二进制表示的一位
scanf("%d",&num); //表示第i行第j列的情况(0或1)
if(num == ) //若该格为0
cur[i] +=(<<(N-j)); //则将该位置为1(注意要以相反方式存储,即1表示不可放牧
}
}
for(int i = ;i <= top;i++){
if(fit(state[i],)){ //判断所有可能状态与第一行的实际状态的逆是否有重合
dp[][i] = ; //若第1行的状态与第i种可行状态吻合,则dp[1][i]记为1
} } /*
状态转移过程中,dp[i][k] =Sigma dp[i-1][j] (j为符合条件的所有状态)
*/
for(int i = ; i <= M; ++i){ //i索引第2行到第M行
for(int k = ; k <= top; ++k){ //该循环针对所有可能的状态,找出一组与第i行相符的state[k]
if(!fit(state[k],i))continue; //判断是否符合第i行实际情况
for(int j = ; j <= top ;++j){ //找到state[k]后,再找一组与第i-1行符合,且与第i行(state[])不冲突的状态state[j]
if(!fit(state[j],i-))continue; //判断是否符合第i-1行实际情况
if(state[k]&state[j])continue; //判断是否与第i行冲突
dp[i][k] = (dp[i][k] +dp[i-][j])%mod; //若以上皆可通过,则将'j'累加到‘k'上
}
}
}
int ans = ;
for(int i = ; i <= top; ++i){ //累加最后一行所有可能状态的值,即得最终结果!!!泥马写注释累死我了终于写完了!
ans = (ans + dp[M][i])%mod;
}
printf("%d\n",ans);
}
}